实验四 土豆电池实验及电解质导电性质的认知

一、实验目的

1．引导学生从生活中发现化学现象，增加学生学习化学的兴趣；

2．了解电解质溶液的导电能力和性质规律；

3．观察原电池的导电现象，学会使用简单的实验仪器；

4．培养逻辑思维，提高同学们的实践能力。

二、实验原理

土豆电池的工作原理是以铜、锌为电极，一侧是铜电极（正极），另一侧是活泼金属锌（铁、锡均可）电极（负极），土豆提供电化学反应需要的电解质溶液。金属锌的化学性质比铜活泼，当这两种金属处在电解质溶液中时，金属锌失去电子，通过导线给铜电极，土豆内的液体起到电解质离子导体的作用，通过离子定向迁移与电子导体构成回路，形成电流完成导电过程。同时采用将土豆插孔浸泡较强的电解质，通过观察实验现象灯珠的亮度及电流的大小，理解电解质的导电能力，用电流表测量的数据进行半定量分析，了解不同电解质导电能力。了解导电能力大小及电流流动方向与电化学反应的氧化还原方向的关系。

三、实验试剂、耗材及仪器

1．试剂及耗材

浓度为0.1mol·L-1的HCl溶液500mL。中等土豆6个（其中两个备用）。

2．仪器及实验用具

① 电流计（μA级）一台 （物理实验使用的仪器或万用表），导线6根（长度20cm左右，两头带夹子），铜电极4个，锌电极4个，砂纸（打磨电极用）。

② 直流3V以下 LED小灯珠1只（要有备用），1000mL烧杯1个（盛装电解质溶液浸泡土豆用），一次性3mL塑料滴管1个，回形针一个，手套两副，水果刀一把（注意安全使用！）。

实验装置图见图4-1。

四、实验步骤

1．土豆电池导电现象比较

① 将两个土豆洗干净，对半切开，在每个土豆的切面处用水果刀划两个小缝，分别插入铜电极和锌电极，制成4组电池，按照图4-1(a)所示用导线将土豆电池及灯珠串联，形成闭合回路。观察灯珠亮度并记录。

② 取上述实验中的三组土豆制成3组电池，按照如上连接方式形成闭合回路。观察灯珠亮度，与①中的4组土豆电池的亮度比较（两组土豆的电池是否能使灯珠亮？进行结果分析）。

2．土豆电池导电能力研究

③ 取两个土豆洗净，对半切开，在每个土豆的切面处用水果刀划两个小缝，分别插入铜电极和锌电极，制成4组电池，按照图4-1(b)所示用导线将土豆电池及万用表串联，形成闭合回路，并记录万用表数据。

④ 取两个土豆洗净，对半切开，取其中三个用回形针均匀地扎上细孔，然后浸泡在装有500mL盐酸溶液的烧杯中，浸泡30min，重复③中操作，并与③作比较，用电流表测电流，并记录数据。

五、实验数据及结果

六、实验结果讨论

1．了解土豆电池导电的原理，理解化学能转成电能的原理，列举出其他的同类水果蔬菜电池？

2．通过土豆浸泡盐酸溶液前后的灯珠亮度对比，加深对电解质溶液导电能力的理解。

3．了解电流方向与电池反应中氧化还原反应方向的关系。

4．做本实验你的心得体会？

附录：教师知识准备及实验准备

教学引导

① 了解土豆及水果蔬菜电池导电的原理，理解化学能转成电能的原理，列举出其他的同类电池？

② 通过土豆浸泡盐酸溶液前后的灯珠亮度对比，加深对电解质溶液导电能力的理解。

③ 了解电流方向与电池反应中氧化还原反应方向的关系。