自制“盐桥”—电化学实验教具

赵园园

（江苏省邗江中学　江苏扬州　225009）



自制“盐桥”—电化学实验教具

赵园园

（江苏省邗江中学江苏扬州225009）

摘要：介绍一套以U型管、果冻、饱和氯化钾溶液为主体的综合性实验教具。应用该教具，能融合探究“盐桥电池、电解水、氢氧燃料电池”等电化学实验，使实验过程具有结构简单、小巧轻便、易拿易用，现象明显，能长期保存等优点。

关键词：U型管；果冻；盐桥；实验教具

化学能与电能之间的转化是整个高中化学的重要知识，原电池实验更是促使学生自主学习、主动思考，进而形成电化学核心概念的重要实验。苏教版必修二中出现的单液原电池，苏教版选修四中出现的双缸式的盐桥电池，这两套装置都可以直观地展示化学能与电能之间的转化。但在实验中存在以下不足：

1、单液原电池装置产生的电流微弱，供电时间短，不能持续对外提供电能。

2、双缸式的盐桥电池电池装置能产生稳定、持续的电流，但是携带不方便。

3、其中的盐桥是熬制饱和的氯化钾琼脂溶液，填充U形管制成。而盐桥制备成功有一定的难度，并且制备出的盐桥无法长期保存。

基于上述不足，本人在借鉴已有研究成果的基础上，结合自身教学实践，对该实验进行了改进，应用生活中最常见的物质“果冻”来完成该实验，制作了一套能融合探究“盐桥电池、电解水、氢氧燃料电池”等电化学实验的教具。果冻的主要成分除水外主要是增稠剂海藻酸钠、琼脂、明胶等。由于其强大的保水性能，在果冻中加入一定量的电解质，可应用于电解池和原电池的两电极之间的介质，充当盐桥，降低了内阻，提高了功率。实践表明：使用该教具，简化实验准备工作量，提高电化学实验效果，激发了学生的求知欲和创新意识，具有良好的教学效果。

一、教具的制作过程

1.用药匙取三小勺果冻放于U形管的底部。

2.将U形管放入100℃的热水浴中加热至果冻溶化。

3. U型管两端分别滴加3—4滴饱和KC1溶液，振荡。

4.再将U形管放入冷水浴中冷却，果冻凝固，充当盐桥。如图1所示。

二、实验教具的应用

1.“铜锌—硫酸”盐桥电池

装置如图2所示。

图1

图2

（1）在U形管的两端分别加入1moL/L的ZnSO4溶液，1moL/L的CuSO4溶液，注意均匀加，防止一端溶液过多，导致盐桥松动。

（2）将U形管固定于铁架台上。

（3）铜丝绕成螺旋状，作为正极，插入CuSO4溶液中，拆开废旧干电池上的锌皮，作为负极，插入ZnSO4溶液中，两极上端呈弯曲状方便使用。

（4）使用鳄鱼夹，将电源正、负极与音乐贺卡的正、负极相连。贺卡响起优美的音乐，化学

能转化为电能

2.融合探究“电解水——氢氧燃料电池”

装置如图3所示。

图3

1.敲开1号干电池，取出里面的碳棒，在酒精喷灯的火焰上烧红，迅速投入冷水里急冷，重复多次，使得碳棒表面粗糙多孔。在碳棒上端固定一小截牙签，便于使用。

2. U型管的两端分别加入少许紫色石蕊溶液，酚酞溶液。

3. U型管的两端再加入饱和硫酸钠溶液。

4.将处理过的碳棒作为电极，连接电源的正负极，电解约30秒，看到一端紫色石蕊变红，产生气泡，一端酚酞也变红，并产生大量的气泡，根据实验现象，很容易分析出水电解的实质，学生容易理解。

5.以上实验获得了活性氢气与氧气，下面断开电源，连接音乐贺卡，氢氧燃料电池又成功制得，这样制得的燃料电池可持续放电1分钟以上。

三、教具的优点

通过多次的化学课堂教学实践发现，本实验教具具有以下特点：

1.一物多用，该教具不仅可以用做原电池还可以用做电解池，可以实现电能和化学能之间的相互转化。

2.材料易得。主要材料果冻生活中极其常见。

3.结构简单、小巧轻便、易拿易用，成功率高。

4.音乐伴随着溶液颜色的变化，现象生动有趣。

5.装置清洗方便，能重复实验。

参考文献

［1］王祖浩主编﹒普通高中课程标准教科书：化学反应原理﹒南京：江苏教育出版社，2008：23

［2］过文学，俞斯敏﹒化学能与电能转化实验设计—“果冻”电池［J］.中学化学教学参考，2014，（5）：55

［3］张庆云. U型毛细管束在微型伏打电池中的应用［J］.微型化学实验，2006，（2）：45

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.02.033

文章编号：1008-0546（2016）02-0096-01

中图分类号：G633.8

文献标识码：B