原電池
生(6):鋅原子失電子變成鋅離子,電子通過(guò)導(dǎo)線流向銅片上,氫離子在銅片上得電子,變成氫原子再組成氫分子。銅片上有很多氫氣泡。
[評(píng)述:在這類探索性實(shí)驗(yàn)中,操作并不困難,重要的是觀察現(xiàn)象要細(xì)微,否則無(wú)收獲。在觀察到現(xiàn)象后,分析電子的流動(dòng)和轉(zhuǎn)移的路線是重要的課題。一定要讓學(xué)生得到如下結(jié)論:鋅片與稀硫酸接解反應(yīng)時(shí),電子是在鋅和氫離子之間直接轉(zhuǎn)換;而在鋅片用導(dǎo)線與插在稀硫酸時(shí)的銅片接連時(shí),電子是由鋅片通過(guò)導(dǎo)線到達(dá)銅片后,在銅片上向氫離子轉(zhuǎn)移。在學(xué)生的回答中,有一句話最重要:“鋅原子失去的電子通過(guò)導(dǎo)線流到銅片上”,要特別強(qiáng)調(diào)。在電子通路得到控制后,原電池的使用才成為可能。]
師:鋅是比較活動(dòng)的金屬,鋅片的鋅原子失電子變成鋅離子,溶解在溶液里。鋅原子失去電子通過(guò)導(dǎo)線流到銅片上,而溶液中的氫離子從銅片上得到電子變成氫原子,二年氫原子組成了氫分子。因此,在銅片上就有氣體出發(fā)。大家也可以考慮一下:鋅原子失電子變成二價(jià)鋅離子,氫離子得電子變成氫原子都是一些什么反應(yīng)呀?×同學(xué)。[指定學(xué)生]
生(7):鋅原子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。
師:鋅原子失去電子變二價(jià)鋅離子的反應(yīng)為氧化反應(yīng);氫離子得電子變氫原反應(yīng)是還原反應(yīng)。在導(dǎo)線中連接了電流計(jì),大家都看到電流計(jì)的指針有偏轉(zhuǎn)的。說(shuō)明導(dǎo)線里有電流通過(guò),考慮一下上述實(shí)驗(yàn)裝置,怎么會(huì)產(chǎn)生電流的?電子流動(dòng)的方向,又是怎樣的呢?請(qǐng)同學(xué)們討論。
生(8):電流的產(chǎn)生是由于電子從鋅片流向銅片。
師:有誰(shuí)補(bǔ)充?[指定學(xué)生]
生(9):因?yàn)殇\片上電子多,鋅片、銅片之間有電勢(shì)差
師:產(chǎn)生電流的根本原因是什么?
[評(píng)述:產(chǎn)生電流的根本原因,在化學(xué)里是無(wú)法弄明白的。學(xué)生回答的產(chǎn)生電勢(shì)差的事實(shí),也是根本原因之一,如果學(xué)生在高中電學(xué)里已學(xué)過(guò)這個(gè)原理,教師可提醒一下。如果學(xué)生的尚未學(xué)到,則化學(xué)教師可以輕輕帶過(guò),待學(xué)生到物理學(xué)習(xí)中再深究。這里,也許只需突出氧化-還原反應(yīng)的自動(dòng)變化。]
生(10):鋅片上鋅原子發(fā)生氧化反應(yīng),銅片上的氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),使導(dǎo)線中的電子從鋅片流向銅片。
師:鋅片、銅片上發(fā)生了氧化-還原反應(yīng),使電子從鋅片不斷地流向銅片而形成電流,這是上述裝置產(chǎn)生電流的根本原因。鋅比銅活動(dòng),容易失去電子,鋅片上的電子比銅片多,鋅片與銅片間有電勢(shì)差,電子從鋅片流向銅片。我們?cè)倏纯瓷厦娴膶?shí)驗(yàn)裝置有什么特點(diǎn)?請(qǐng)大家翻開書,第155頁(yè),第四行:“把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池!蔽覀儎偛抛鰧(shí)驗(yàn)的裝置就是原, 鋅、銅、衡硫酸組成的一個(gè)鋅銅原電池,F(xiàn)在大家可以搞清楚了,什么是原電池。
原電池中電子流出的這一極稱為負(fù)極;原電池電子流入的這一極稱為正級(jí)。鋅、銅原電池中鋅和銅各是什么極?
生(集體):鋅片是負(fù)極;銅片是正極。
師:鋅、銅原電池中,鋅片是電子流出的稱為負(fù)極,銅片是電子流入的稱為正極。負(fù)極鋅片,正極銅片,各發(fā)生什么反應(yīng)?
生(集體):負(fù)極鋅片上發(fā)生氧化反應(yīng);正極銅片上的h+發(fā)生還原反應(yīng)。
師:負(fù)極鋅片,電極鋅本身被氧化正極銅片,h+在電極銅上被還原。鋅銅原電池中的電子,從負(fù)極鋅片流向正極銅片。