§20《Cu-Zn电池》实验
原创作者:江苏省徐州市科技中学 李 敏
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高中化学教材中关于《铜-锌电池》实验(如图1所示)最常见的现象是锌片电极上有大量氢气放出,而几乎看不到铜片电极上放出氢气,和理论严重不符,降低了教学效果。锌片电极上有大量氢气放出的原因是锌片不纯,惰性的杂质颗粒与锌组成了许多微小电池,即铜-锌电池在锌片上"短路",所以锌片电极上有大量氢气放出,而铜片电极上几乎看不到放出氢气,这一实验现象和理论有很大距离,严重地影响了教学效果。要做好《铜-锌电池》实验首先要有高纯度的锌片电极,这样的锌片电极很难买到。大家都知道电镀是提纯物质的方法之一,我们何不动手用电镀法制作高纯度的锌片电极。 1 配制电镀液 称取130g氯化铵放入500mL的烧杯中,加入250mL热水(70℃左右)使氯化铵溶解,再加 入氯化锌17g、硼酸14g、硫脲1g、聚乙二醇1g,搅拌溶解后再加入少量洗涤剂,最后用水稀释至500mL。 2 待镀的锌片处理 把待镀锌片电极用砂纸打磨光亮,放入碱液中去掉表面的油脂,再放入稀盐酸里除去表面的氧化层,用蒸馏水冲洗干净。 3 电镀 (如图2所示)用500mL的烧杯当电镀槽, 把待镀锌片电极置于中间,把两块废旧锌片平行地置于 待镀锌片电极两边,倒入配制好的电镀液,待镀锌片电极和废旧锌片都浸入电镀液中,用导线将待镀锌片电极和废旧锌片与直流电源联结。电压调至2V左右,通电20min,连接在负极上的锌片电极上就覆盖了一层高纯度的锌,后取出洗净。用这块锌片电极和铜片电极组合成铜-锌电池,实验时就会看到铜片电极上有大量氢气泡放出,而锌片电极上的氢气泡大为减少,提高了实验效果。 ▲ 探究实验设想提示
1、锌电极汞齐法:把市售的锌极板浸在汞盐溶液里,在锌板上置换一层汞,形成锌汞齐,覆盖了原来锌的表面,由于氢在锌汞齐上的超电势很高,所以锌汞齐表面不会有氢气放出。在锌汞齐电极中,汞是惰性介质,不会发生电极反应。
2、用手边的材料制水果电池(铜-锌电极插入桔子、柠檬等水果中)、氢-氧等燃料电池。
上篇:§19《离子的电荷及运动》实验
下篇:§21《燃料电池》H2-O2电池和H2-Cl2电池
推荐:“实验误区”应细细研读。
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