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      原電池中離子移動可視化實驗

      2018-01-24 11:38于志超
      課程教育研究 2018年48期
      關鍵詞:原電池

      于志超

      【摘要】原電池內電路離子移動方向是高中化學教學的重點之一。人教版、魯科版、蘇教版教材均采用鋅-銅-硫酸作為原電池的示例進行講解,僅僅通過插圖形式揭示離子移動方向,并未通過實驗進行演示?;诖吮疚脑O計該實驗在課堂上演示離子移動效果明顯,可供參考。

      【關鍵詞】原電池 離子移動 可視化實驗

      【基金項目】淄博市市級課題《基于核心素養(yǎng)的高中實驗課程開發(fā)研究》(課題批準號:2017ZJG125)。

      【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)48-0155-01

      《化學新課標(2017版)》提出的化學核心素養(yǎng)中包含宏觀辨識和微觀探析、證據推理和模型認知等維度。本實驗通過設計簡單的實驗裝置通過有色離子(MnO4-)的移動,將原電池中離子移動方向可視化,引導學生從宏觀現(xiàn)象辨識獲得離子移動的證據,便于學生理解和掌握原電池的工作原理。

      一、實驗儀器及試劑

      50ml塑料注射器針筒2個、10ml注射器1個(帶針頭)、透明輸液管一段(20cm)、鐵架臺、橡皮筋若干、防水膠布、鱷魚鉗導線1根、鋅片1個、銅片1個、硫酸溶液、高錳酸鉀溶液

      二、實驗裝置

      實驗裝置如圖1所示

      將50ml塑料注射器針筒2個在鐵架臺上等高固定,用輸液管與兩個針筒下端相連;鱷魚夾導線兩端分別夾鋅片和銅片,用皮筋將其固定于50ml塑料注射器針筒上方。

      三、實驗步驟

      1.按照圖1組裝裝置,加入80ml硫酸溶液,待50ml塑料注射器針筒內液面相平時,通過移動皮筋使銅片和鋅片進入溶液當中。

      2.用10ml注射器吸取2ml高錳酸鉀,在輸液管中間注入,觀察實驗現(xiàn)象。

      3.經過2-3min后,對比觀察放鋅片和銅片針筒中溶液的顏色。

      備注:

      (1)50ml塑料注射器等高固定為了使加入溶液后產生的壓力相等。

      (2)在輸液管中間注入時,由于外界推力高錳酸鉀溶液會沿著輸液管向兩個針筒移動,但是一段時間后,放銅片的針筒中紫紅色會沿著輸液管到放鋅片的針筒中,最終顏色對比明顯(如圖2)。

      (3)注入高錳酸鉀溶液后,為防止漏液,可以用防水膠布包裹一下。

      四、本裝置的優(yōu)點

      1.本裝置制作簡單,操作方便,現(xiàn)象明顯,可以進行分組實驗。

      2.實驗裝置清洗方便,可以重復使用。

      3.本裝置可以注入有色陽離子(如硫酸銅溶液),驗證陽離子的移動方向。也可以改造為電解池裝置,驗證電解池溶液中離子的移動方向。

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