原电池创新实验设计 课件

原电池创新实验设计合肥市第一中学张强实验原理与拓展选材分析实验创新设计方案目录CONTENTS实验评价实验改进方案综述选材分析碱性干电池铅酸蓄电池锂离子电池氢氧燃料电池城市汽车应用广泛的化学电源选材分析单液原电池双液原电池实验原理与拓展Zn-2e-=Zn2+2H+

+2e-=H2↑

负极（锌片）：正极（铜片）：锌片表面产生大量气泡铜片表面产生少量气泡电解液：稀硫酸CuSO4溶液Zn-Cu/CuSO4(aq)单液原电池，铜在锌表面析出Zn-Cu/CuSO4(aq)单液原电池工作电流不断衰减原电池的负极和电解液中的氧化剂处于直接接触状态！单液原电池双液原电池锌铜双液原电池工作电流稳定、不衰减，但电流强度较小盐桥具有一定的内阻双液原电池电流强度较小实验改进方案综述避免负极（锌片）和电解液中的氧化剂直接接触利用密度不同的两层液体改进后的锌铜原电池装置图利用凝胶改进后的锌铜原电池装置图利用KCl-淀粉凝胶改进后的锌铜原电池装置图利用KCl-琼脂凝胶改进后的锌铜原电池装置图凝胶凝胶凝胶ZnSO4溶液CuSO4溶液电解质凝胶凝胶原电池实验创新设计方案实验原理实验方案实验用品实验装置利用琼脂、ZnSO4溶液和CuSO4溶液制作凝胶，将凝胶填装入U形管中并和正、负电极一起组装成凝胶原电池。利用电流传感器测定该凝胶原电池工作过程中的电流变化，探究该电池的工作性能。实验仪器：威尼尔数据采集器、电流传感器(CurrentSensor)、电脑、烧杯、U形管、电子天平、夹持固定装置等。实验药品：琼脂、ZnSO4固体、CuSO4固体、锌片、铜片等。实验曲线与分析第一组实验中制作的含有ZnSO4的凝胶使用的是0.2mol/L的ZnSO4溶液，制作的含有CuSO4的凝胶使用的是0.1mol/L的CuSO4溶液。负极锌片和正极铜片插入凝胶的位置不同，实验中产生的电流强度大小不同。左图所示三条电流曲线从下往上依次为：正负电极刚和凝胶接触、正负电极一半插入凝胶中、正负电极完全插入凝胶中，伴随两电极不断靠近U形管底部（两电极之间距离不断减小），电流强度逐渐增大。实验曲线与分析第二组实验中制作的含有ZnSO4的凝胶使用的是0.5mol/L的ZnSO4溶液，制作的含有CuSO4的凝胶使用的是0.25mol/L的CuSO4溶液。负极锌片和正极铜片插入凝胶的位置不同，实验中产生的电流强度大小不同。左图所示三条电流曲线从下往上依次为：正负电极刚和凝胶接触、正负电极一半插入凝胶中、正负电极完全插入凝胶中，伴随两电极不断靠近U形管底部（两电极之间距离不断减小），电流强度逐渐增大。同时与第一组实验数据对比，当提高了制作凝胶的电解质溶液的浓度，凝胶原电池的工作电流强度明显增大。实验曲线与分析第三组实验中制作的含有ZnSO4的凝胶使用的是2mol/LZnSO4溶液，制作的含有CuSO4的凝胶使用的是1mol/LCuSO4溶液。负极锌片和正极铜片插入凝胶的位置不同，实验中产生的电流强度大小不同。左图所示三条电流曲线从下往上依次为：正负电极刚和凝胶接触、正负电极一半插入凝胶中、正负电极完全插入凝胶中，伴随两电极不断靠近U形管底部，电流强度逐渐增大。同时与第二组实验数据对比，当进一步提高制作凝胶的电解质溶液的浓度，凝胶原电池的工作电流强度再一次明显增大。实验评价1、影响凝胶原电池性能的主要因素电解液浓度越大电流强度越大正负电极距离越近电流强度越大2、单液原电池、双液原电池、凝胶原电池性能对比单液原电池工作电流变化图锌铜双液原电池工作电流变化图工作电流稳定但电流强度小凝胶原电池工作电流变化图工作电流稳定且电流强度大3、凝胶原电池应用于课堂教学的优势①制作过程简单方便②携带方便、可使用较长时间③学生可自行设计并制作各种凝胶原电池、激发学习兴趣学生自行设计并制作的各种凝胶原电池