新人教版化學選修4高中《原電池》之三-文庫吧
2024-10-28 05:44 本頁面
【正文】 啟示 】 氧化劑和還原劑 不直接接觸 也能發(fā)生反應 改進 實驗探究二 請根據(jù)反應 ： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 設計一個原電池裝置，標出電極材料和電解質(zhì)溶液 ,寫出電極反應方程式 . CuSO4 溶液 且兩個電極上都有紅色物質(zhì)析出 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 但隨著時間的延續(xù)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度越來越小，最終可能沒有電流通過。 負 正 負極 Zn－ 2e=Zn2+ 正極 Cu2++2e=Cu 即無法產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流 按下圖所示 , 將置有鋅片的 ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液分別通過導線與電流計連接，有什么現(xiàn)象 ? 電流計指針不偏轉(zhuǎn)，且銅片和鋅片上均無明顯現(xiàn)象（即 :無電子定向移動） 探究實驗二：改進方案 ZnSO4 Zn Cu CuSO4 A 上述裝置構(gòu)成了原電池嗎？為什么 ？ （ 溶液不保持電中性） 實驗探究二：方案改進 鹽橋 A Zn Cu ZnSO4溶液 CuSO4溶液 設計如下圖（書 P71圖 41）所示的原電池裝置，結(jié)果如何呢？你能解釋它的工作原理嗎？ ?鹽橋： 在 U型管中裝滿用飽和 KCl溶液和瓊脂作成的凍膠。 ?鹽橋： 在 U型管中裝滿用飽和 KCl溶液和瓊脂作成的凍膠。 實驗三（書 71頁實驗 41） 實驗探索 實驗現(xiàn)象： 分析 ：改進后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？ 有鹽橋存在時電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過電路。 取出鹽橋，電流計指針即回到零點，說明沒有電流通過。 鹽橋制法： 1)將熱的瓊膠溶液倒入 U形管中 (注意不要產(chǎn)生裂隙 )，將冷卻后的 U形管浸泡在 KCl或 NH4NO3的飽和溶液中即可。 2)將KCl或 NH4NO3的飽和溶液裝入 U形管，用棉花都住管口即可。 鹽橋的作用： （ 1）使整個裝置 構(gòu)成通路 ，代替兩溶液直接接觸 。 得出結(jié)論 由于鹽橋（如 KCl）的存在，其中陰離子 Cl向 ZnSO4溶液擴散和遷移，陽離子 K+則向 CuSO4溶液擴散和遷移，分別中和過剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進行，一直到鋅片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+幾乎完全沉淀下來。 若 電解質(zhì)溶液與 KCl溶液反應產(chǎn)生沉淀，可用 NH4NO3代替 KCl作鹽橋。 （ 2） 平衡電荷 。 在整個裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是 靠離子遷移完成 的。 取出鹽橋， Zn失去電子形成的 Zn2+進入 ZnSO4溶液， ZnSO4溶液因 Zn2+增多而帶正電荷。同時， CuSO4則由于 Cu2+ 變?yōu)?Cu ，使得 SO42相對較多而帶負電荷。溶液不保持電中性，這 兩種因素均會阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。 二、由兩個半電池組成原電池的工作原理 （ 1）把氧化反應和還原反應分開在不同區(qū)域進行，再以適當方式連接，可以獲得電流。 ① 在這類電池中，用還原性較強的物質(zhì)作為負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。 ②在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽離子的定向運動而形成內(nèi)電路。 （ 2）探究 組成原電池的條件 ③ 用導線和鹽橋分別將兩個半電池連接在一起 設計鹽橋原電池的思路： ?還原劑和氧化產(chǎn)物為 負極 的半電池 ?氧化劑
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