1.電解池的制作
設計意圖:利用廢舊飲料瓶及常用材料制作電解池
儀器用品:廢舊飲料瓶,電源,橡皮塞,剪刀,石蠟,鐵架臺,較粗銅導線,水槽
實驗試劑:Na2SO4 蒸餾水,石墨棒,銅片
電解池制作:
1 電解陽極室、陰極室的制作:(圖1-1)
兩只純凈水飲料瓶,(如娃哈哈純凈水、農夫山泉純凈水瓶等),配兩只合適的橡皮塞,將飲料瓶從中間一剪為二,取上半部作為電極室。
圖1-1
圖1-2
2 電極的制作:(圖1-2)
陽極:取兩根石墨棒,長度比飲料瓶內徑略短,將兩根石墨棒成“十”字用銅導線扎緊,為防止金屬銅導線在電解時放電,將銅絲在電解時可能與溶液接觸的地方涂上熔化的石蠟。
陰極:可以采用與陽極一樣的方法制作,也可以用剪刀剪一塊比飲料瓶內徑略小的金屬片,用較粗銅導線連接。將兩個電極的導線分別穿過飲料瓶上口,從飲料瓶口將導線插入橡皮塞。
3 電解池的組裝:(圖1-3)
圖1-3
硫酸鈉溶液倒入水槽中;將步驟2中的兩只裝有電極的飲料瓶置于硫酸鈉電解液中,為了順利將飲料瓶浸入溶液中,可以先將橡皮塞松開,當飲料瓶完全浸沒在溶液中時,塞緊飲料瓶口,再根據需要制備氣體的多少拉動銅絲,調節電極與飲料瓶口的距離的長短。為防止電解過程中電極室發生晃動、傾斜,將銅導線未端用鐵架臺的鐵夾稍作固定。不可過緊,在電解過程中銅導線能自由上下移動為好)
4 通電電解:給電解池接上直流電,電壓8~12 V 。一段時間后,發現飲料瓶內產生氣體,同時,飲料瓶制作的電極室由于浮力作用慢慢上浮,至電極完全脫離溶液,電解自動結束。
圖1-4
實驗現象:電極表面有許多氣泡,(陽陰極靠得越近的地方,氣泡越多)飲料瓶內生成無色氣體,隨著電解的不斷進行,電極室慢慢上浮。
實驗拓展:
1 換上不同的電解液和不同的電極,可以嘗試電解不同的物質,觀察不同的電解現象。
2在橡皮塞上除插入電極外,還可以再增加一個玻璃導管,玻璃導管未端接上乳膠管,里面塞入玻璃球,電解結束,再在乳膠管未端接上導管,用于將產生的氣體導入其它集氣裝置中或者接上尖嘴導管,電解結束后將電極室內氣體在尖嘴處點燃或進行其它實驗(見圖1-4)。
2 。燃料電池的制作
設計意圖:利用廢舊飲料瓶和活性炭等常見材料制作燃料電池
儀器用品:廢舊飲料瓶,電源,音樂賀卡,橡皮塞,剪刀,石蠟,鐵架臺,較粗銅導線,水槽
實驗試劑:Na2SO4 蒸餾水,石墨棒,活性碳,
燃料電池制作:
1 正極室、負極室的制作:(見電解池制作圖1-1)
兩只純凈水飲料瓶,(如娃哈哈純凈水、農夫山泉純凈水瓶),配兩只合適的橡皮塞,將飲料瓶從中間一剪為二,取上半部作為電池正負極室。
2 電極的制作:(見電解池制作圖1-2)
陽極(正極):取兩根石墨棒,長度比飲料瓶內徑略短,將兩根石墨棒成“十”字用銅導線扎緊,為防止金屬銅導線在電解時放電,將銅絲在電解時可能與溶液接觸的地方涂上熔化的石蠟。
陰極(負極):采用與陽極一樣的方法制作電極。
3 陰、陽極室活性炭的組裝:(見圖2-1)
將做好的電極室塞緊橡皮塞,倒置,大口向上,向其中倒入活性炭粉未至滿,用一塊較密的紗布(以活性炭粉未漏不出為宜)蓋上大口,并用細金屬絲扎緊。另一電極極室也同樣處理。
4 電池的組裝:將硫酸鈉溶液倒入水槽中;將橡皮塞稍稍松開,將裝滿活性炭的兩只飲料瓶慢慢放入硫酸鈉電解液中,直至完全浸沒為止,塞緊橡皮塞。
圖2-1
圖2-2燃料電池
5 通電電解:給電解池接上直流電,電壓8~12 V ,一段時間后,如發現飲料瓶瓶口處產生氣體,停止通電。
6 將電解時的電源移開,兩個電極分別接上音樂賀卡電路,聽聲音或觀察賀卡電路的發光二極管是否閃亮。(也可用靈敏電流計等其它檢測裝置檢測該原電池的電壓、電流)(見圖2-2)
實驗現象及實驗拓展:
1活性炭能導電且有吸附性,電極的表面積很大,吸附的氣體的量很多,故用該方法制作的燃料電池的電量較大,可使音樂賀卡發出聲音且、使發光二極管閃亮,持續時間較長,現象十分明顯。
2可以將硫酸鈉溶液改成其它溶液,如氯化鈉溶液等,組成氫氣、氯氣等燃料電池。
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