(1)通過設計實驗的方式探究原電池的形成條件:①負極為較活潑金屬;正極為較不活潑金屬、石墨等②電極需要插入電解質溶液中③必需形成閉合回路
(2)工作原理:負極發(fā)生氧化反應;正極發(fā)生還原反應;電子流向:負極正極
探究過程:
(1)提出問題:化學反應伴隨有能量的變化,化學能能否轉變?yōu)殡娔苣兀磕男┓磻軐⒒瘜W能轉變?yōu)殡娔?化學能是怎樣轉化為電能的呢?化學能轉化為電能的基本原理是什么?
思考結果:電流形成原因:電子的定向移動(負極失電子,化合價升高,正極得電子,化合價降低)
(2)猜想與假設:原電池構成須有兩個電極、導線、電解質溶液,氧化還原反應與電極和導線之間須構成閉合回路。
思考結果:電子由負極流向正極,電流由正極流向負極
(3)制定計劃:用Zn片、Cu片、稀H2SO4和導線來做實驗探究原電池的工作原理,具體步驟見進行實驗一欄。
思考結果:1.連接導線前,鋅片上有氣泡,銅片上無氣泡;連接導線后,鋅片上氣泡減少,銅片上出現(xiàn)比較多的氣泡。 2.電流計的指針有一些偏轉。
(4)進行實驗
實驗1.將Zn片插入稀H2SO4中,觀察現(xiàn)象并解釋原因。
實驗2.將Cu片插入稀H2SO4中,觀察現(xiàn)象并解釋原因。
實驗3.取鋅片和銅片同時插入裝有稀H2SO4的燒杯中,觀察現(xiàn)象。
實驗4.用導線將插入稀H2SO4中的鋅片和銅片連接起來,觀察現(xiàn)象。
思考結果:4個實驗中實驗1有氣泡產生,實驗2沒有明顯現(xiàn)象,實驗3中銅片上沒有明顯現(xiàn)象,實驗4中大量氣泡在銅片上產生,鋅片逐漸溶解。
(5)收集證據(jù):在導線間接入一個電流計來驗證猜想與假設是否正確。
思考結果:1.形成了以銅,鋅為電極,稀硫酸為電解液的原電池。 2.鋅是電子流出方,為負極;銅片為正極。
(6)解釋與結論:可以從電流計上看到,電流的方向是由銅片流向鋅片。電子帶負電荷,其流向與電流流向相反,因此,電子的流向是由鋅片經(jīng)導線流向銅片的。把原電池失去電子一極叫負極,得到電子一極叫正極。電子流向是通過原電池的負極流向正極,較活潑金屬失去電子,發(fā)生氧化反應,氧化劑從正極得到電子,發(fā)生還原反應。這兩個反應均是在電極上進行的,我們稱之為“電極反應”。
思考結果:原電池的構成條件:第一,必須有電極。電極材料可以是活潑性不同的金屬或者是金屬與非金屬構成。較活潑的金屬為負極,較不活潑的金屬或非金屬為正極。第二,必須有電解質溶液,第三,要有導線,形成閉合回路。
(7)反思與評價:原電池形成的條件:1.形成閉合回路;2.溶液中有自由移動的離子;3.不同活潑性的電極,能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應學習原電池的工作原理和構成條件,其有利于生活,比如利用原電池原理來制備各種各樣的電池。還能利用所學知識來解釋生活中常見的一些現(xiàn)象,例如鋼鐵的腐蝕。
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