高考专题之电池实验.doc

实验专题之十一 电池实验以1.5V的一次性碱性锌锰废旧碱性干电池废旧碱性干电池为材料，进行了一系列的实验探究，加深了对相关知识的理解。一、铜合金的验证碱性干电池的石墨正极外表部分（铜帽）为黄色，我们推测其可能为铜合同金而非纯铜，理由是纯铜是紫红色。探究实验一：将废旧碱性干电池碎裂，把石墨电极（连同铜帽部分一起）洗净，放入一玻璃瓶中，并加入少量天然水，仅让铜帽的少部分浸没在水中，敞口放置，如图1所示。探究实验二：将洁净的铜帽放入到食醋溶液中。现象如下表。探究实验一三到四天时间后，发现水溶液变绿。探究实验二溶液中缓缓冒出少量气泡，溶液颜色没有明显现象。分析：金属活动顺序表中，铜位于氢后面，与酸和水不反应，但铜合金中的铜与石墨及水溶液构成原电池，铜失去电子生成铜离子，溶液显铜离子的颜色。结论：该铜帽部分为铜合金。其成分至少有两种，除铜外，还含有一种比铜活泼，且可与酸反应的金属；由于干电池的正极外表部分除了起导电作用外，还要好看，耐腐蚀，故市场上销售的干电池的正极也有不少是非铜质的或白铜质的。二、锌、铜活泼性比较在金属活动顺序表中，锌比铜活泼。为了证明锌比铜活泼，我们从废旧碱性干电池中取出锌和铜进行实验探究。探究实验三：1、将石墨电极棒上的铜片捶成薄片，反复在空气中加热，使其表面成氧化成黑色后插稀盐酸溶液中，直至溶液呈绿色为止，制得氯化铜溶液。反应过程为： CuCuOCuCl2。2、从锌筒上剪下一块锌片，除去锌片表面的杂质，再用砂纸将锌片表面的氧化物磨去。将光亮的锌片插入氯化铜溶液中。实验现象：在锌片表面上不断冒出气泡，一段时间后，锌片表面出现一层红色的物质。结论：锌比铜活泼，所以，锌置换出了铜。虽然Cu2+的氧化性比H+强，但由于这两种离子同时与锌片接触，所以，H+也会氧化锌，锌片上还会不断生成氢气。三、碱性干电池中电解质溶液性质的探究碱性干电池的电解质溶液应该呈碱性。探究实验四：将碱性干电池内的物质溶于水，过滤。将滤渣洗净凉干待用。取少许滤液于试管中，向该滤液中滴加酚酞溶液。实验现象：溶液呈红色。结论：该碱性干电池的电解质溶液呈碱性。四、二氧化锰的验证碱性干电池中有二氧化锰。电池在使用过程中，二氧化锰不可能消耗完全，所以，废旧碱性干电池中还存在二氧化锰。探究实验五：如图2所示，向双氧水溶液中加入探究实验四所得滤渣适量，用带火星的木条置于锥形瓶口。探究实验六：将探究实验四所得滤渣加入到浓盐酸中，按图3所示装置进行实验，用湿润的淀粉KI试纸检验产生的气体。实验现象见下表。探究实验五带火星的木条复燃探究实验六湿润的淀粉KI试纸变蓝结论：该碱性干电池中含有二氧化锰。五、干电池内阻变化的检测废旧干电池的内阻是否比新干电池的大呢？探究实验七：将新、废旧干电池按图4电路图进行内阻的检测，分别测出新、废旧干电池的两组电压、电流的值，依据公式E=U+Ir，就能分别算出新、旧碱性干电池的电动势和内阻。如果测多组U、I数据，根据平均电压和平均电流求出电动势和内阻，结果更精确，误差小一些。探究实验七：测新、旧干电池的多组U、I数据，分别按图