原电池实验探究
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原电池教案【优秀10篇】(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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第31卷史小学实验与装黃2021轡2期19实验教学原电池实验探究辅助理解电源电动势宁夏回族自治区银川一中(750001)汪路斌对电源电动势的理解一宜是高中物理教学的难点,学生存在很多误解,认为“电动势大的非静电力做功就多”“电动势大的非静电力做功就快”,诸如此类的问题都是学生学习中较常见的问题。
学生在化学课中学习过原电池,但很难与物理学中的电动势知识结合起来。
本文探究原电池电动势的影响因素,帮助学生将原电池知识与电动势概念相融合。
探究溶液浓度对原电池电流的影响,帮助学生理清电流(内阻)与电动势的关系,消除对“化学反应速率越大,电流越大,电动势越大”的误解。
最后,通过导体棒切割磁感线实验进一步阐述电动势的概念。
1探究原电池电动势的影响因素探究电源电动势的装置如图1所示,直接将电压表接在电极上,测量原电池两端的电压,该路端电压近似可以认为是电源的电动势O图1实验装置1.1探究两电极之间的距离对电动势的影响浓度为2mol/L的稀硫酸,电极为铜和锌,锌板接电压表负接线柱,铜板接电压表正接线柱。
控制其他条件不变,只改变两极板间距离,记录电压表读数(见表1)。
表1探究两电极之间的距离对电动势的影响实验数据间距J/cm54321电压U/V0.940.940.940.940.941.2探究两电极插入溶液的深度对电动势的影响浓度为2mol/L的稀硫酸,电极为铜和锌,锌板接电压表负接线柱,铜板接电压表正接线柱。
控制其他条件不变,只改变两电极插入溶液的深度,两电极每次插入的深度是相同的,记录电压表读数(见表2)。
表2探究两电极插入溶液的深度对电动势的影响实验数据1.3探究溶液浓度对电动势的影响纯度为98%的浓硫酸10mL,逐次加蒸憎水深度无/cm0.20.5123电压U/V0.940.940.940.940,9410mL,改变溶液浓度,电极为铜和锌,锌板接电压表负接线柱,铜板接电压表正接线柱,控制其他条件不变,记录电压表读数(见表3)。
原电池实验报告原电池实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过实验探究原电池的工作原理和特性,了解电池的基本原理以及其在日常生活中的应用。
二、实验材料1. 电池组件:锌片、铜片、电线、电池夹2. 电解质:硫酸铜溶液3. 实验仪器:电流表、电压表三、实验步骤1. 将锌片和铜片分别连接到电线上,并将电线连接到电池夹上。
2. 将锌片和铜片分别插入硫酸铜溶液中,确保它们不相互接触。
3. 将电流表和电压表依次连接到电路中,确保正确连接。
4. 记录电流表和电压表的读数,并观察实验现象。
四、实验结果与分析通过实验观察,我们可以发现以下几个现象:1. 当电流表和电压表连接到电路中时,电流表的指针会偏转,显示有电流通过。
2. 当电压表连接到电路中时,电压表的读数会显示一个正值,表示电池产生了电势差。
根据这些现象,我们可以得出以下结论:1. 电流表的偏转说明电池产生了电流。
这是因为在电池内部,锌片发生氧化反应,释放出电子,而铜片则接受这些电子,从而形成了电流。
2. 电压表的读数表示电池的电势差。
电势差是指电池两极之间的电压差异,也是电流产生的驱动力。
五、实验应用原电池作为一种常见的电池类型,在日常生活中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 电子设备:原电池常用于给手电筒、遥控器、闹钟等小型电子设备供电。
2. 交通工具:电动自行车、电动汽车等都需要电池作为能源。
3. 太阳能系统:原电池可以与太阳能电池板配合使用,储存太阳能供晚上使用。
4. 紧急备用电源:原电池也可作为紧急备用电源,在停电时提供照明和通讯等功能。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了原电池的工作原理和特性。
我们发现原电池是通过化学反应产生电流和电势差的,而这些电流和电势差可以应用于各个领域,为我们的生活带来便利。
同时,我们也明白了实验的重要性,通过亲身实践,我们能够更加深入地理解理论知识,并将其应用到实际生活中。
通过这次实验,我们不仅增加了对原电池的认识,还培养了实验操作的能力和科学精神。
实验探究——锌铜原电池一、原电池的基本概念1.概念:原电池是将化学能转化为电能的装置。
2.本质:氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3.电极:(1)负极:________电子,发生________反应;(2)正极:________电子,发生________反应。
4.构成原电池的条件: (1)自发进行的氧化还原反应; (2)两个活动性不同的电极; (3)电解质溶液(或熔融电解质);第24讲 原电池的工作原理知识导航知识精讲实验装置实验操作 实验现象 实验结论将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 锌片上有气泡冒出,铜片上无现象 装置中有电流产生,化学能转化为电能 用导线连接锌片和铜片 铜片上有气泡冒出 用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表电流表指针发生偏转(4)形成闭合回路。
【答案】失去氧化得到还原二、锌铜原电池的工作原理工作原理(反应方程式)负极(Zn)正极(Cu)总反应离子方程式:。
电子移动方向由极经导线流向极(电流方向相反)。
离子移动方向阳离子向极移动,阴离子向极移动。
【答案】Zn - 2e- === Zn2+2H+ + 2e- === H2↑ Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑ 负正正负三、盐桥的作用(1)形成闭合回路;(2)平衡电荷,使溶液呈电中性;(3)避免电极与电解质溶液直接反应,减少电流的衰减,提高原电池的工作效率。
四、原电池的应用1.比较金属活动性两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应的速率一个氧化还原反应,构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。
3.设计原电池理论上,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成原电池。
利用原电池原理设计和制造原电池,可以将化学能直接转化为电能。
题型一:原电池的工作原理对点训练【变1-1】(2021·大安市第一中学校高二开学考试)原电池构成是有条件的,关于如图所示装置的叙述,错误的是A.Cu是负极,其质量逐渐减小B.H+向铁电极移动C.Cu片上有红棕色气体产生D.Fe电极上发生还原反应【答案】C【分析】由于铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化,故铁和铜插入到浓硝酸中,反应为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故铜做负极,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,铁作正极,电极反应为:NO+4H++2e-=2NO2↑+2H2O,据此分析解题。
原电池的工作原理教案(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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实验1. 1用一般锌和纯锌做负极的实验比较实验装置采用市售的原电池装置容积为6 ×3 ×8cm (下同) ,硫酸浓度为20% (体积比)、溶液温度10℃,两电极间距离3 cm,外接灵敏电流计, (量程为0 -3A,内电阻为01025Ω)。
纯锌电极采用分析纯锌片(纯度为99199%) ; 铜电极为分析纯铜片(纯度为99199%) ,两电极面积均为(5 ×215) cm2。
见表1。
表1不同纯度的锌电极实验比较从实验结果可看出,采用纯度较高的锌片做电极(负极) ,锌电极上的气泡,确实大大减少,但仍有少量气泡。
反应前后测定硫酸溶液温度变化不大,说明原电池反应热效应不明显。
1. 2用不同浓度的硫酸溶液实验比较用纯铜片和纯锌片做电极,电极面积为( 5 ×215) cm2 ,两电极间距离为3 cm,硫酸溶液的温度为10℃。
实验结果见表2。
表2 不同浓度的硫酸实验比较从实验结果可看出,随着硫酸溶液浓度的增加,两电极上反应加剧,对外供给的电流增大。
但在Zn负极上始终有气泡产生,而且也随硫酸浓度增大而增多。
当硫酸浓度达60%时,由于浓硫酸的强氧化性,而使Zn表面产生致密氧化层,两极反应停止。
1. 3电极面积对实验的影响用纯铜片和纯锌片做电极,两电极间距离3 cm,硫酸溶液浓度为20% ,温度10℃,改变两电极面积做实验。
实验结果见表3。
表3 不同电极面积实验比较从实验结果看出,随着电极面积的减小,原电池对外供电能力减弱。
1. 4电极间距离对实验的影响用纯铜片和纯锌片做电极,电极面积(5 ×215)cm,硫酸溶液浓度20%,温度10℃,改变两电极间距离实验。
实验结果见表4。
表4 不同电极间距离实验比较从实验结果可看出,随着两电极间距离减小,电极反应加快,对外供电能力加大,两电极上气泡增多。
1. 5硫酸溶液的温度对实验的影响用纯铜片,纯锌片做电极,两电极间距离3 cm,硫酸溶液浓度为20% ,电极面积5 ×215 cm,改变硫酸溶液温度做实验。
高一化学教案化学教案-原电池原理及其应用(精选3篇)教案一:原电池的原理及应用教学目标:1. 了解原电池的基本原理;2. 掌握原电池的构造和工作原理;3. 了解原电池在实际生活中的应用。
教学重点:1. 原电池的构造和工作原理;2. 原电池在实际生活中的应用。
教学难点:原电池的构造和工作原理。
教学准备:实验材料:锌片、铜片;化学实验器材:容量瓶、浓硫酸、导线、灯泡。
教学过程:Step 1:导入1. 通过展示一节电池,引入原电池的概念。
Step 2:讲解原电池的构造和工作原理1. 展示和解释原电池的构造,即两个不同金属的电极和电解质溶液。
2. 说明原电池中的化学反应,即金属离子在电极上的氧化还原反应。
3. 解释电池内部的电流产生机理,即由于氧化还原反应的进行导致电子的自发转移。
4. 介绍原电池的工作原理,即电子从负极流向正极产生电流。
Step 3:进行实验1. 准备好锌片、铜片和浓硫酸,将锌片和铜片分别插入浓硫酸中,接上导线。
2. 在电路中加入一个灯泡,观察灯泡是否亮起。
Step 4:展示原电池的应用1. 介绍原电池在实际生活中的应用,如闹钟、遥控器等。
2. 引导学生思考原电池在这些应用中的工作原理。
Step 5:总结归纳1. 和学生一起总结原电池的构造和工作原理。
2. 强调原电池在生活中的应用。
Step 6:课堂练习教学延伸:1. 通过观察不同金属的自发氧化反应速率,引入电动势的概念。
2. 展示其他类型的电池,如干电池、锂电池等。
教案二:原电池的应用举例及实验探究教学目标:1. 掌握原电池的基本原理;2. 了解原电池在实际生活中的应用;3. 通过实验探究,加深对原电池工作原理的理解。
教学重点:1. 原电池的构造和工作原理;2. 原电池在实际生活中的应用。
教学难点:通过实验探究,加深对原电池工作原理的理解。
教学准备:实验材料:锌片、铜片;化学实验器材:容量瓶、浓硫酸、导线、灯泡。
教学过程:Step 1:导入1. 通过展示一节电池,引入原电池的概念。
原电池的工作原理1 教材P12活动·探究探秘铜锌原电池名师提醒盐桥1.制作方法:在烧杯中加入2 g琼脂和60 mL饱和KCl溶液,使用水浴加热法将琼脂加热至完全溶解,然后趁热将此混合溶液加入U形玻璃管中,静置待琼脂凝固后便可使用。
2.作用:盐桥在原电池中起导电作用,使整个装置形成闭合回路,同时还有平衡电解质溶液中的电荷的作用,使电解质溶液保持电中性,从而使原电池能相对持续、稳定地产生电流。
2 原电池(1)概念:把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件(3)原电池的电极负极:电子流出——一般活动性较强——发生氧化反应;正极:电子流入——一般活动性较弱——发生还原反应。
名师提醒判断原电池正负极的方法(4)原电池中电子、离子的移动方向电子从负极流出经外电路(导线)流入正极;内电路(离子导体)中阳离子移向正极,阴离子移向负极。
可用图1-2-3表示原电池中电子、离子的移动方向:图1-2-3记忆口诀电子不入水,离子不上岸;离子导体中“阳向正,阴向负”。
(5)电极及电池反应①半反应:在电池中,氧化反应和还原反应是在两个电极分别进行的,每个电极或是发生失去电子的变化——氧化,或是发生获得电子的变化——还原,分别相当于氧化还原反应的一半,这种反应常称为半反应。
②电极反应:在电极上进行的半反应。
③电池反应:电池的两个电极反应组成电池的总反应。
典例详析例1-1(2021重庆期中)铜锌原电池(如图1-2-1)工作时,下列叙述正确的是()图1-2-1A.正极反应为Zn-2e-===Zn2+B.电池总反应为Zn+Cu2+===Zn2++CuC.在外电路中,电子从正极流向负极D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液解析◆该电池中Zn为负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,Cu为正极,电极反应为Cu2++2e-===Cu,A项错误:电池总反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,B项正确;原电池工作时,外电路中电子由负极经导线流向正极,C项错误;负极上由于Zn放电,使ZnSO4溶液中Zn2+的浓度增大,故盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液,以保持溶液呈电中性,D项错误。
原电池教学设计广州市协和中学周丽萍一、教材分析学生对于原电池的认识已有一定的基础知识,高一在必修教材《化学2》中第二章第二节《化学能与电能》的基础上,初步认识了原电池的组成和工作原理,知道正负极的判断方法,会写简单的电极反应方程式和总反应方程式。
高二文理分班后,在选修教材《化学反应原理》将进行深入的学习。
教材通过对单液原电池电池效率的探究,引出双液原电池,引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念,对原电池工作原理的概貌有比较深入的了解。
由于原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用广泛,学好本节知识,具有比较重要的理论意义和现实意义。
本章涉及到原电池的相关知识分布在第一节、第二节和第四节,原电池的知识网络图如图1。
图1 原电池知识网络图二、学生认知原电池的思维障碍点:根据一线教师的访谈和相关文献资料的整理,学生认知原电池的学习困难主要集中在“电极反应式书写、电子电流的流向、阴阳离子的移动方向、双液原电池的构成条件、盐桥的作用、设计原电池”等六个方面。
——李淑荣.“原电池”学习困难情况调查与教学策略研究[D].2010:8-9.三、教学目标1、通过观察“Cu-Zn(CuSO4溶液)”原电池装置产生电流过程中的系列现象(如:电流强度变化、电极表面现象、电解质溶液温度变化等),感受“氧化剂和还原剂直接接触”的原电池装置在实现能量转化的过程中存在效率问题,进一步体会能量间可以相互转化及转化过程中能量守恒。
2、通过观察“Cu-Zn(盐桥)”原电池装置特点及产生电流的实验现象,分析形成电流的微观过程,了解盐桥的作用,进一步了解“氧化剂和还原剂完全隔离”的原电池装置的反应原理。
3、能够根据电极材料、氧化还原反应原理判断电池正、负极,写出电极反应式和电池反应方程式。
4、能够根据具体的氧化还原反应,设计简单原电池装置。
5、经历“Cu-Zn(CuSO4溶液)”原电池装置到“Cu-Zn(盐桥)”原电池装置改进的分析过程,感受科学研究中发现问题、分析问题、解决问题的探究过程。
原电池电动势的测定及应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过测定原电池的电动势,探究原电池内部化学反应的特性,以及原电池在实际应用中的表现。
通过本实验,能够深入了解电化学领域的知识,为日后的学习和科研打下坚实的基础。
二、实验原理1. 原电池的电动势在实验中,我们将使用铜离子和锌离子构成的原电池作为研究对象。
铜离子在还原反应中接受电子,锌离子在氧化反应中释放电子,从而构成了原电池的电化学反应。
根据纳塔尔方程,可以得到原电池的标准电动势公式如下:E°cell = E°cathode - E°anode其中E°cell表示原电池的标准电动势,E°cathode表示还原反应的标准电势,E°anode表示氧化反应的标准电势。
通过测定原电池的电动势,可以推断出原电池内部化学反应的趋势和特性。
2. 库仑定律根据库仑定律,原电池电动势与反应物浓度的关系可以表示为:Ecell = E°cell - (RT/nF) * lnQ其中Ecell表示原电池的电动势,E°cell表示标准电动势,R表示气体常数,T表示温度,n表示电子转移数,F表示法拉第常数,Q表示反应物的活度积。
通过测定不同反应物浓度下的电动势变化,可以验证库仑定律的成立。
三、实验材料和设备1. 铜离子和锌离子构成的原电池2. 电位计3. 导线4. 盐桥5. 反应物浓度变化实验所需的试剂四、实验步骤1. 将原电池连接至电位计,并记录下初始电动势。
2. 分别测定不同反应物浓度下的电动势,记录实验数据。
3. 根据实验数据,绘制原电池电动势与反应物浓度的关系图。
4. 分析实验结果,总结实验结论。
五、实验结果与分析我们在实验中测定了铜离子和锌离子构成的原电池在不同反应物浓度下的电动势变化情况。
通过实验数据的分析,我们得出了如下结论:1. 随着反应物浓度的变化,原电池的电动势呈现出明显的变化趋势,符合库仑定律的规律。