原电池教学中几个异常问题的探讨，本文主要内容关键词为：几个论文,异常论文,原电池论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在原电池教学中，为了讨论原电池形成的条件，让学生通过实验进行探究。然而，在实验过程中产生了一系列的异常问题。为了探究这些问题，笔者引导学生通过查找资料，设计实验验证等方式进行自由探究，解决问题。下面即对有关问题进行探讨。
1.铜锌原电池中，为什么锌片上也产生气泡？
为了探究锌片产生气泡的原因，学生设计了汞齐化的锌片代替普通锌片作负极和设计成盐桥型Cu-Zn原电池进行对比实验（见表1）。为了保证实验的可比性，控制实验温度、硫酸溶液的浓度，且电极与电解质溶液的接触面积均相同，实验装置如图1和图2所示。
图1
图2
表1
通过对比实验分析发现：简单原电池的电流小于有盐桥的原电池。人教版《化学反应原理》在介绍有盐桥的原电池时也指出：“在基础模块学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸溶液中所组成的原电池，比这一装置（注：即含盐桥的原电池）简单。那种原电池效率不高，电流在较短时间内就会衰竭。”这表明锌片做负极失去的电子，由于动力学原因，只有一部分经过导线传递给了铜片再被
结合，还有一部分则由锌片直接传递给了。而当使用有盐桥的原电池时，负极半电池是锌片插入
溶液，正极半电池是铜片插入
溶液，两者通过盐桥和导线连接后，锌片失去的电子基本都是经过导线传递到铜片再被结合，这样不仅能控制锌片上产生气体的现象，而且能明显提高原电池的供电效率。而用汞齐化法抑制锌片上产生气体的速率，实际是由于
在Hg上析出超电势较大的缘故。
2.将两块锌片连接后插入硫酸溶液中指针为什么也发生了偏转？两个相同的电极可以构成原电池吗？
根据原电池的组成及变化特点，可将原电池按不同的方式进行分类。按照电池中物质所发生的变化，可将电池分为2类：凡电池中电极反应的净结果为化学反应者称为“化学电池”，凡电池中电极反应的净结果仅是高浓度变成低浓度者称“浓差电池”；按照电池包含电解质溶液的种类，又可将电池分为2类：电池中只含1种电解质溶液的称为“单液电池”，电池中含有2种电解质溶液的称为“双液电池”。故可将电池分为单液化学电池、双液化学电池、单液浓差电池、双液浓差电池4种类型。
根据分类不难看出：单液化学电池是由化学性质不同的2个电极浸在同一电解质溶液中组成的电池，或者是由不同气体冲击浸入同一电解质溶液的电极而成的电池。此类电池必须要有两个不同的电极。双液化学电池是将2个电极分别浸入2种不同的电解质溶液中而组成的电池。双液浓差电池是由2个相同的电极浸到2个电解质相同而活度不同的溶液中组成的。单液浓差电池（亦称“电极浓差电池”）是由化学性质相同而活度不同的2个电极浸在同一溶液中组成的电池。因此，2个相同的电极完全可以构成双液电池。单液浓差电池中同种金属若制成活度不同的电极时，也可构成原电池。两块锌片连接插入硫酸溶液中指针发生了偏转，应该是两块锌片的活度不同。
3.外接电容是否形成闭合回路，是否形成原电池（如图3所示）？
图3
为了探究原电池是否能给电容充电，特设计了如图4所示的实验装置。当单刀双掷开关打到
时，是原电池对电容器充电的过程。如果能够充电，再把开关打到
时，二极管将会发光，如果不能够充电，二极管则不会发光。当单刀双掷开关打到一会儿后，再将开关打到时，观察到了二极管发光的现象。实验证明，原电池能够对电容器充电。
图4
图5
电容器的基本性能是储存电荷，如果把电容器的两个极板分别与直流电源的两极相接（如图5所示），则在电场力的作用下，电源负极的自由电子将转移到与它相连的B板上，使B板带有负电荷，而另一个极板A上的自由电子则转移到电源正极，使A板出现等量正电荷。总效果是使一定量的正电荷从负极板B板转移到正极板A板。当两极板的电势差与电源两极的电势差相等时，电荷停止移动。通过了解电容器，我们可清楚地知道，原电池就是一种直流电源，它完全可以给电容器充电，充电过程也会形成瞬时电流。
4.有外接电源是否还有可能仍然形成原电池（如图6所示）？
图5
图7
为了探究该装置是否是原电池，设计出了如图 7所示的实验装置进行验证。将同一规格的灯泡、电流表、导线、直流电源、开关按图示连接好，合上开关，比较电流表的大小。如果
大于
，表明该装置为电解池，如果小于，表明该装置为原电池。实验数据见表2：
表2
第②、④组实验中大于，表明该装置主要体现为电解池；第①、③组实验中小于，表明该装置主要体现为原电池。
通过实验研究表明：该装置与外接电源串联时，一方面自发进行反应，产生一定的电流，体现出原电池的特征；另一方面，该装置有较大的内阻，通电过程中要消耗一定的电能，该能量部分被用于电解电解质溶液，体现出电解池的特征。当该装置形成原电池的电动势大于其分解电压时，电路中的电流增大（即小于），该装置外在表现是原电池；当该装置形成原电池的电动势小于其分解电压时，电路中的电流减小（即大于），该装置外在表现为电解。
教学中往往有许多突发事件，这是课程的资源。尤其是在化学实验课上，影响化学实验的因素是多元的，常有“异常现象”和稍纵即逝的“短暂现象”等出现。把实验的异常现象当作一种教学资源，既培养了学生尊重客观事实的态度，又提高了学生探究问题，设计实验进行科学分析的能力，体现了教学中教师与学生共同成长的新理念。