原電池創(chuàng)新實驗設計 課件

原電池創(chuàng)新實驗設計合肥市第一中學張強實驗原理與拓展選材分析實驗創(chuàng)新設計方案目錄CONTENTS實驗評價實驗改進方案綜述選材分析堿性干電池鉛酸蓄電池鋰離子電池氫氧燃料電池城市汽車應用廣泛的化學電源選材分析單液原電池雙液原電池實驗原理與拓展Zn-2e-=Zn2+2H+

+2e-=H2↑

負極（鋅片）：正極（銅片）：鋅片表面產(chǎn)生大量氣泡銅片表面產(chǎn)生少量氣泡電解液：稀硫酸CuSO4溶液Zn-Cu/CuSO4(aq)單液原電池，銅在鋅表面析出Zn-Cu/CuSO4(aq)單液原電池工作電流不斷衰減原電池的負極和電解液中的氧化劑處于直接接觸狀態(tài)！單液原電池雙液原電池鋅銅雙液原電池工作電流穩(wěn)定、不衰減，但電流強度較小鹽橋具有一定的內(nèi)阻雙液原電池電流強度較小實驗改進方案綜述避免負極（鋅片）和電解液中的氧化劑直接接觸利用密度不同的兩層液體改進后的鋅銅原電池裝置圖利用凝膠改進后的鋅銅原電池裝置圖利用KCl-淀粉凝膠改進后的鋅銅原電池裝置圖利用KCl-瓊脂凝膠改進后的鋅銅原電池裝置圖凝膠凝膠凝膠ZnSO4溶液CuSO4溶液電解質(zhì)凝膠凝膠原電池實驗創(chuàng)新設計方案實驗原理實驗方案實驗用品實驗裝置利用瓊脂、ZnSO4溶液和CuSO4溶液制作凝膠，將凝膠填裝入U形管中并和正、負電極一起組裝成凝膠原電池。利用電流傳感器測定該凝膠原電池工作過程中的電流變化，探究該電池的工作性能。實驗儀器：威尼爾數(shù)據(jù)采集器、電流傳感器(CurrentSensor)、電腦、燒杯、U形管、電子天平、夾持固定裝置等。實驗藥品：瓊脂、ZnSO4固體、CuSO4固體、鋅片、銅片等。實驗曲線與分析第一組實驗中制作的含有ZnSO4的凝膠使用的是0.2mol/L的ZnSO4溶液，制作的含有CuSO4的凝膠使用的是0.1mol/L的CuSO4溶液。負極鋅片和正極銅片插入凝膠的位置不同，實驗中產(chǎn)生的電流強度大小不同。左圖所示三條電流曲線從下往上依次為：正負電極剛和凝膠接觸、正負電極一半插入凝膠中、正負電極完全插入凝膠中，伴隨兩電極不斷靠近U形管底部（兩電極之間距離不斷減?。?，電流強度逐漸增大。實驗曲線與分析第二組實驗中制作的含有ZnSO4的凝膠使用的是0.5mol/L的ZnSO4溶液，制作的含有CuSO4的凝膠使用的是0.25mol/L的CuSO4溶液。負極鋅片和正極銅片插入凝膠的位置不同，實驗中產(chǎn)生的電流強度大小不同。左圖所示三條電流曲線從下往上依次為：正負電極剛和凝膠接觸、正負電極一半插入凝膠中、正負電極完全插入凝膠中，伴隨兩電極不斷靠近U形管底部（兩電極之間距離不斷減小），電流強度逐漸增大。同時與第一組實驗數(shù)據(jù)對比，當提高了制作凝膠的電解質(zhì)溶液的濃度，凝膠原電池的工作電流強度明顯增大。實驗曲線與分析第三組實驗中制作的含有ZnSO4的凝膠使用的是2mol/LZnSO4溶液，制作的含有CuSO4的凝膠使用的是1mol/LCuSO4溶液。負極鋅片和正極銅片插入凝膠的位置不同，實驗中產(chǎn)生的電流強度大小不同。左圖所示三條電流曲線從下往上依次為：正負電極剛和凝膠接觸、正負電極一半插入凝膠中、正負電極完全插入凝膠中，伴隨兩電極不斷靠近U形管底部，電流強度逐漸增大。同時與第二組實驗數(shù)據(jù)對比，當進一步提高制作凝膠的電解質(zhì)溶液的濃度，凝膠原電池的工作電流強度再一次明顯增大。實驗評價1、影響凝膠原電池性能的主要因素電解液濃度越大電流強度越大正負電極距離越近電流強度越大2、單液原電池、雙液原電池、凝膠原電池性能對比單液原電池工作電流變化圖鋅銅雙液原電池工作電流變化圖工作電流穩(wěn)定但電流強度小凝膠原電池工作電流變化圖工作電流穩(wěn)定且電流強度大3、凝膠原電池應用于課堂教學的優(yōu)勢①制作過程簡單方便②攜帶方便、可使用較長時間③學生可自行設計并制作各種凝膠原電池、激發(fā)學習興趣學生自行設計并制作的各種凝膠原電池