学以致用，知行并进——家庭自制化学电池实验

王榕妹

（福建省南平第一中学 福建 南平 353000）

《化学（必修）》第二册（山东科学技术出版社2020年7月第31 版）第二章第二节“化学反应与能量转化”，介绍了氢氧燃料电池，并以“锌-铜原电池”为例介绍了原电池的工作原理及设计原电池的基本思路。笔者指导学生利用熟悉的氧化还原反应和普通的家用材料自制化学电池，让学生将所学化学知识应用于生活，真实体验化学源于生活又服务于生活，感受化学学科的魅力。在此与各位同行分享几组家庭化学电池。

一、简易氢氧燃料电池［1］

实验用品：饮料瓶、柱状塑料桶、铅笔芯、导线、手机充电器、碳酸氢钠、LED小灯。

实验操作：饮料瓶剪出两个小孔，正好可以插入两个柱状塑料桶，柱状塑料桶的盖上各钻出一个铅笔芯大小的小孔，将柱状塑料桶放入饮料瓶的两个孔中，并用热熔胶密封好接缝处，做成一个U 型管。水中加入碳酸氢钠以增强导电性，自制的U型管中注满水，拧好瓶盖。铅笔芯的一端缠好导线，另一端从小孔伸入U 型管，并用热熔胶密封好两个小孔，将两根导线的另外一端与手机数据线相连（图1），并在饮料瓶上钻出一个排液孔（图2）。连接电源，电解12个小时后，在两极收集到氢气与氧气的体积比，接近理论值2∶1。断开电源，拆去手机数据线，用导线连接LED小灯，形成闭合回路，小灯亮了（图3）。

图1 电解水装置

图3 氢氧燃料电池

二、原电池

1.水果电池

实验用品：番茄、柠檬、梨、苹果、土豆、导线、锌片、铜片、LED小灯。

实验操作：将以上水果切成小块，彼此之间用导线将铜片和锌片连接起来，两端的电线同时连接在一个LED 小灯上，小灯发亮（图4）、（图5）、（图6）、（图7）、（图8）。

图4 番茄电池

图5 柠檬电池

图6 梨电池

图7 苹果电池

图8 土豆电池

2.白醋电池

实验用品：白醋、铁钉、导线、冰格、LED小灯。

实验操作：用小刀小心地将铜芯导线两端的绝缘皮剥掉，剪下约5厘米长的铜芯，再将铜芯紧紧缠绕在铁钉的一端，重复做7个。做好的铁钉和铜芯交替放在冰格中，往冰格中加入白醋至没过金属，最后将LED 小灯放在冰格中，使其形成一个闭合回路，小灯亮了（图9）。

图9 白醋电池

3.硬币电池

实验用品：五角或一元硬币、白醋、食盐、硬纸皮、铝箔、LED小灯。

实验操作：向白醋中加入食盐至饱和状态作电解质溶液，将硬纸皮和铝箔剪成硬币大小，并放入电解质溶液中浸泡25 min。将铝箔、浸泡好的硬纸皮、硬币按（图10）顺序叠成一组硬币组，三组以上硬币堆砌，LED 小灯的两极分别与铝箔与硬币接触，小灯亮了（图11）、（图12）、（图13）。

图10 硬币组顺序

图11 硬币原电池俯视图

图12 硬币原电池侧面图

图13 硬币原电池

4.微型原电池

（1）铝箔—石墨—饱和食盐水原电池

实验用品：铝箔、铅笔芯、食盐、电流表、导线、厨房用纸。

实验操作：厨房用纸浸泡在饱和食盐水中打湿，包裹三分之二铅笔芯，再用铝箔纸将厨房用纸的部分全部包裹起来，铅笔芯和铝箔纸分别与导线相连，导线另一端分别连接电流表，形成闭合回路，电流表的指针发生偏转（图14）。

图14 铝箔—石墨—饱和食盐水原电池

（2）镁-铜-白醋原电池

实验用品：镁条、铜片、白醋、食盐、砂纸、电流表、导线、厨房用纸。

实验操作：厨房用纸浸泡在白醋中打湿，分开置于盘子中，另取一小片厨房用纸在饱和食盐水中浸湿后，放在白醋打湿的厨房用纸之间作盐桥，取打磨好的镁条和铜片分别放在白醋打湿的厨房用纸上，将电流表连接的导线的另一端，分别与镁条、铜片接触，电流表的指针发生偏转（图15）。

图15 镁-铜-白醋原电池

（3）铝箔-铜-碳酸氢钠溶液原电池

实验用品：铝箔、铜片、碳酸氢钠、电流表、导线、厨房用纸。

实验操作：厨房用纸浸泡在饱和碳酸氢钠溶液中打湿，将铝箔和铜片放在打湿的厨房用纸上，导线连接形成闭合回路，电流表的指针发生偏转（图16）。

图16 铝箔-铜-碳酸氢钠溶液原电池