铜锌原电池改进实验设计

铜锌原电池改进实验设计

李莘

（封丘县第一中学新校区 河南省新乡市封丘县 453300）

摘要：在演示铜锌原电池实验时，由于锌片纯度不够高造成实验过程中锌片产生大量气泡，

而铜片表面的现象并不明显。针对该问题可以对课本中的实验装置进行改进，从而确保学生

充分观察到实验现象，得出正确的实验结论。

高中化学教材必修二第三章第一节第二课时实验6-3关于铜锌原电

池装置如图1所示，将铜片锌片直接插入到稀硫酸溶液中，或者是使用

盐桥的铜锌原电池装置[1]。然而在学生实验中，图1所示的实验装置中

锌片产生大量气泡，铜片实验现象并不明显；使用盐桥可以很好地避免

这些缺陷，然而在带领学生做大量实验时发现，该装置制作盐桥步骤复

图1铜锌原电池实验装置

杂，同时会造成药品不必要的浪费。

经过查阅文献，找到一些效果很好的锌铜原电池改进实验装置，如图2所示，该实验

中通过稀氯化钠溶液与双层滤纸可以对锌片起到会很好的保护

作用，从而在铜片表面观察到明显气泡现象[2]，然而在笔者尝试

实验时，却发现该实验操作复杂，不利于学生操作。

为了能使同学们充分观察到实验现象，同时便于学生实验

操作，笔者对铜锌原电池实验装置进行改进，实验改进如下，

图2铜锌原电池改进实验装 可供参考。

一、设计思路：

经过查阅资料，发现工业生产的锌锰干电池中用到淀粉氯化铵胶体保护负极，并且可以

形成内电路产生稳定电流

[3]，于是设计了用淀粉氯化钾糊保护锌片，同

淀粉糊 时不影响锌片表面离子转移，经过实验可以清楚地看到铜片表面产生大

量气泡，锌片几乎不产生气泡。

改进实验装置如图3所示

二、改进方法：

图3铜锌原电池简易装置

（一）取120g氯化钾分两次加入到300ML沸水中，搅拌至完全溶解，

称量42g淀粉分三次加入氯化钾溶液中，充分搅拌适当加热至呈胶状后停止加热，就得到了

所需要的淀粉氯化钾糊。

（二）将锌片均匀涂上所制淀粉氯化钾糊，然后包上一层滤纸，与铜片连接电流表插入

2.5mol/L的稀硫酸溶液中。

（三）观察到铜片产生气泡后，即可取出锌片。

经过以上操作，可于50S内在铜片上观察到明显气泡现象，从而证明铜的表面发生氢离

子得到电子的还原反应，实验现象揭示了铜锌原电池的本质：将氧化反应和还原反应分别在

不同的区域进行。

三、实验改进优点：

采用该改进装置，学生可以充分观察到铜锌原电池中的实验现象，加深了对于原电池

原理的理解。改进后的实验操作简单，可以适用于大量的学生实验，所制淀粉氯化钾糊

可以加上保鲜膜冷藏保存一个月以上，使用时如果变干，加入适量氯化钾饱和溶液搅拌

即可恢复，可以实现药品重复多次利用。同时改进实验还可以帮助学生打开思路，在教

学过程中联系由锌锰湿电池转化为锌锰干电池的科学史，让学生明白化学与生活息息相

关，产生学习的兴趣、探究的乐趣。

四、拓展延伸

盐桥的设计思路也很不错，然而操作复杂，同时会造成药品的浪费，

如何简化这个实验呢？考虑到与生活实际相结合，笔者设计出了如图4的

实验装置，左边烧杯内为氯化锌溶液，右边烧杯内为稀硫酸溶液，用吸满

饱和氯化钾溶液的棉线代替盐桥。该装置操作简便，可以节约药品，经验

证，可以产生稳定电流15分钟。然而产生气泡现象依然不明显，故而在做

图4盐桥改进实验

学生实验时可以与图3实验一起解释原电池工作原理。

实验拓展：1.可以用氯化铵代替氯化钾完成上述两个改进实验。

2.经改进简化后的实验装置也可应用于其他氧化还原类的原电池设计

本文得到了刘玉荣教授、张俊峰老师的指导和帮助，在此深表感谢！

参考文献

[1]王周萍.高中化学原电池-化学能直接转化为电能教学设计[J].广西教育,2021(30):86-87.

[2]夏立先.铜锌原电池实验的新设计[J].中学化学教学参考,2019(7):65.

[3]袁楚.电池的历史[J].数字通信,2006(2):56.