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高中二年级化学

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    实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池,人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极,发生怎样的电极反应,进行了如下实验:如下图,剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片,用砂纸去膜,使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“-”、“+”端相连接,迅速将两电极插入盛有1mol/L NaOH溶液的烧杯中。开始,电表指针向右偏移约500μA,铝片表面有许多气泡,很快电流逐渐减小至0;随后,指针向左偏移,且电流逐渐增大至约400μA,此时,铝片表面气泡有所减少,但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象,回答下列问题:

    (1)开始阶段,原电池的正极是____(填“Mg”或“Al”)片;铝片表面产生的气泡是____;负极发生的反应是____。
    (2)随后阶段,铝片发生的电极反应式____; 镁条表面只有极少量的气泡产生,其原因是:
    2H2O+2e-==H2↑+2OH-(极少),试判断此电极发生的主要反应是____;铝片表面气泡有所减少,但未消失,产生这一现象的可能原因是________。
    (3)铝表面的氧化膜用砂纸不易除去,而此实验中无需刻意除去,原因是 ____(用化学方程式表示)。 (4)若此实验中的电解质溶液改为稀硫酸,则电池的负极为____(填“Mg”或“Al”)片,其电极反应式为___ 。
    本题信息:2011年同步题化学实验题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池,人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极,...” 主要考查您对

原电池原理的探究实验

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  • 原电池原理的探究实验
原电池原理的探究实验:

(1)通过设计实验的方式探究原电池的形成条件:①负极为较活泼金属;正极为较不活泼金属、石墨等②电极需要插入电解质溶液中③必需形成闭合回路
(2)工作原理:负极发生氧化反应;正极发生还原反应;电子流向:负极正极
探究过程:

(1)提出问题:化学反应伴随有能量的变化,化学能能否转变为电能呢?哪些反应能将化学能转变为电能?化学能是怎样转化为电能的呢?化学能转化为电能的基本原理是什么?
思考结果:电流形成原因:电子的定向移动(负极失电子,化合价升高,正极得电子,化合价降低)
(2)猜想与假设:原电池构成须有两个电极、导线、电解质溶液,氧化还原反应与电极和导线之间须构成闭合回路。
思考结果:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极
(3)制定计划:用Zn片、Cu片、稀H2SO4和导线来做实验探究原电池的工作原理,具体步骤见进行实验一栏。
思考结果:1.连接导线前,锌片上有气泡,铜片上无气泡;连接导线后,锌片上气泡减少,铜片上出现比较多的气泡。 2.电流计的指针有一些偏转。
(4)进行实验
实验1.将Zn片插入稀H2SO4中,观察现象并解释原因。
实验2.将Cu片插入稀H2SO4中,观察现象并解释原因。
实验3.取锌片和铜片同时插入装有稀H2SO4的烧杯中,观察现象。
实验4.用导线将插入稀H2SO4中的锌片和铜片连接起来,观察现象。
思考结果:4个实验中实验1有气泡产生,实验2没有明显现象,实验3中铜片上没有明显现象,实验4中大量气泡在铜片上产生,锌片逐渐溶解。
(5)收集证据:在导线间接入一个电流计来验证猜想与假设是否正确。
思考结果:1.形成了以铜,锌为电极,稀硫酸为电解液的原电池。 2.锌是电子流出方,为负极;铜片为正极。
(6)解释与结论:可以从电流计上看到,电流的方向是由铜片流向锌片。电子带负电荷,其流向与电流流向相反,因此,电子的流向是由锌片经导线流向铜片的。把原电池失去电子一极叫负极,得到电子一极叫正极。电子流向是通过原电池的负极流向正极,较活泼金属失去电子,发生氧化反应,氧化剂从正极得到电子,发生还原反应。这两个反应均是在电极上进行的,我们称之为“电极反应”。
思考结果:原电池的构成条件:第一,必须有电极。电极材料可以是活泼性不同的金属或者是金属与非金属构成。较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或非金属为正极。第二,必须有电解质溶液,第三,要有导线,形成闭合回路。
(7)反思与评价:原电池形成的条件:1.形成闭合回路;2.溶液中有自由移动的离子;3.不同活泼性的电极,能发生自发的氧化还原反应学习原电池的工作原理和构成条件,其有利于生活,比如利用原电池原理来制备各种各样的电池。还能利用所学知识来解释生活中常见的一些现象,例如钢铁的腐蚀。 

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