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1、對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)鋅銅硫酸原電池的影響因素探究：在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，在得到銅鋅硫酸原電池實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，發(fā)現(xiàn)其與理論有較大差別，其實(shí)驗(yàn)效果與Zn片和Cu片的純度、硫酸溶液濃度、電極面積、電極間距離、外電路中的電阻以及電極的表面狀態(tài)有關(guān)。別外，實(shí)驗(yàn)溫度、接觸面積和接觸的良好程度對(duì)實(shí)驗(yàn)也有影響?！ ￡P(guān)鍵詞：鋅銅原電池影響因素 Abstract:inthechemicalexperiment,getincopperzincsulfuricacidbatteryaftertheexperimentalresultsshoental
2、effectandZnpieceofCuandthepurityofsulfuricacidsolutionconcentration,andelectrodearea,thedistancebetperature,thecontactareaandthedegreeofgoodcontactexperimentmayalsobeaffected. Key2，兩電極間距離為3cm，硫酸溶液的溫度為10℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1?！ 膶?shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，隨著硫酸溶液濃度的增加，兩電極上反應(yīng)加劇，對(duì)外供給的電流增大。但
3、在Zn負(fù)極上始終有氣泡產(chǎn)生，而且也隨硫酸濃度增大而增多。當(dāng)硫酸濃度達(dá)60%時(shí)，由于濃硫酸的強(qiáng)氧化性，而使Zn表面產(chǎn)生致密氧化層，兩極反應(yīng)停止?！ ?、兩極之間電阻的大小和兩極之間的距離 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使其它條件相同，使用不同材料的導(dǎo)線做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用電阻小的導(dǎo)線時(shí)，電流強(qiáng)度大(不是很明顯，需用比較精確的電流表測(cè)量)，使用電阻大的導(dǎo)線時(shí)。電流強(qiáng)度小，這是什么原因呢?我們都知道使用的導(dǎo)線是有電阻的，電阻小的導(dǎo)電能力強(qiáng)，電子容易通過(guò)，反之則不易通過(guò)。Zn片失去的電子，由于導(dǎo)線有電阻。不能及時(shí)轉(zhuǎn)移到Cu片
4、上，被Zn片表面的H獲得，H被還原而形成H2。 另外，在其它條件相同的情況下，當(dāng)減小Zn片和Cu片之間距離時(shí)，電流強(qiáng)度增大，當(dāng)增大Zn片和Cu片之間距離時(shí)。電流強(qiáng)度減小(此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯)。其原因是，溶液也肯電阻，當(dāng)減小兩極之問(wèn)的距離時(shí)，溶液電阻減小了，所以電流強(qiáng)度增大了，反之，電阻增大，電流強(qiáng)度則減小了?！ ?、電極表面狀態(tài)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 用分析純的銅片和鋅片做電極，電極面積均為（5×2.5）cm2，兩電極間距3cm，硫酸溶液濃度為20%，溫度10℃。此實(shí)驗(yàn)分兩種情況：一種是以分析純銅片用砂布打磨、沖
5、洗，經(jīng)多次使用后表面呈紫紅色、凹凸不平的銅片作陰極（正極）；用分析純鋅（經(jīng)打磨和未經(jīng)打磨）、一般鋅（經(jīng)打磨和未經(jīng)打磨）構(gòu)成原電池的陽(yáng)極（負(fù)極）情況；另一種是以分析純鋅經(jīng)砂布打磨、沖洗作陽(yáng)極（負(fù)極），用分析純銅（打磨、未經(jīng)打磨和表面紫色凹凸不平）作陰板（正極）的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2和表3?！ ?、溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)也有影響 在其它條件相同的情況下，在不同溫度下做這個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溶液溫度越高(不能太高)，Zn片和Cu片上H2的生成速率越大。其原因足溶液溫度升高，H的運(yùn)動(dòng)加劇，與Zn片和Cu片表面碰撞的機(jī)會(huì)增多，
6、H得電子的機(jī)會(huì)增多，所以產(chǎn)生的H2速率將加快．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果我們仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，最開始時(shí)雖然稀H2SO4的濃度是最大的，但鋅片上H2的生成速率卻不是最大的，面是過(guò)一小段時(shí)間才是最大的。其原因是，這個(gè)反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)。開始反應(yīng)放出的熱使原電池中鋅片附近溶液溫度升高?！ ?shí)驗(yàn)改進(jìn)措施 由于實(shí)驗(yàn)室所用鋅電極、薄鋅片的純度不是很高，并且鋅電極和硫酸直接接觸，所以，要想減少或避免在鋅銅硫酸原電池負(fù)極上產(chǎn)生氣泡，不采取一些措施，是很難辦得到的。下面介紹一些改進(jìn)方法。 適當(dāng)降低鋅銅硫酸原電池中硫酸的濃度，采用5％
7、～10％的稀硫酸作電解質(zhì)溶液，用純度高、表面光滑的鋅片作負(fù)極，可以減少負(fù)極鋅片上的氣泡。如果對(duì)原電池作進(jìn)一步處理，用酸清洗鋅片表面，再把鋅片浸入硝酸汞稀溶液中，使之汞齊化(時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng))，然后將汞齊化的鋅片作為原電池負(fù)極，則會(huì)觀察到在負(fù)極鋅片上產(chǎn)生的氣泡很少。這是由于氫在汞上的超電勢(shì)特別高(0.78V)，氫離子難以在汞齊化的鋅極上獲得電子被還原。需要指出的是，此時(shí)的原電池已由ZnH2SO4(aq)Cu變?yōu)榱薢n—HgH2SO4(aq)Cu。盡管鋅銅硫酸原電池的組成發(fā)生了變化，但它不失為一種改進(jìn)方法。通過(guò)采取
8、上述措施，可以避免學(xué)生在第一次接觸這類原電池時(shí)就陷入困惑之中?！ 〗Y(jié)果 熟悉了解鋅銅原電池反應(yīng)的影響因素可以更加深入的理解此反應(yīng)的機(jī)理。以下為兩點(diǎn)心得： 1）采用純度較高的銅片和鋅片作電極，電極面積（指浸入溶液部分）較大，兩電極間距離較小，電極表面粗糙，硫酸濃度在20%~30%（體積比）、溶液溫度適中（20℃左右），外電路的電阻較小的條件來(lái)做原電池實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果較好。 至于實(shí)驗(yàn)中鋅電極（負(fù)極）上有氣泡產(chǎn)生的
