原电池中离子移动可视化实验

于志超

【摘要】原电池内电路离子移动方向是高中化学教学的重点之一。人教版、鲁科版、苏教版教材均采用锌-铜-硫酸作为原电池的示例进行讲解，仅仅通过插图形式揭示离子移动方向，并未通过实验进行演示。基于此本文设计该实验在课堂上演示离子移動效果明显，可供参考。

【关键词】原电池 离子移动 可视化实验

【基金项目】淄博市市级课题《基于核心素养的高中实验课程开发研究》（课题批准号：2017ZJG125）。

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）48-0155-01

《化学新课标（2017版）》提出的化学核心素养中包含宏观辨识和微观探析、证据推理和模型认知等维度。本实验通过设计简单的实验装置通过有色离子（MnO4-）的移动，将原电池中离子移动方向可视化，引导学生从宏观现象辨识获得离子移动的证据，便于学生理解和掌握原电池的工作原理。

一、实验仪器及试剂

50ml塑料注射器针筒2个、10ml注射器1个（带针头）、透明输液管一段（20cm）、铁架台、橡皮筋若干、防水胶布、鳄鱼钳导线1根、锌片1个、铜片1个、硫酸溶液、高锰酸钾溶液

二、实验装置

实验装置如图1所示

将50ml塑料注射器针筒2个在铁架台上等高固定，用输液管与两个针筒下端相连；鳄鱼夹导线两端分别夹锌片和铜片，用皮筋将其固定于50ml塑料注射器针筒上方。

三、实验步骤

1.按照图1组装装置，加入80ml硫酸溶液，待50ml塑料注射器针筒内液面相平时，通过移动皮筋使铜片和锌片进入溶液当中。

2.用10ml注射器吸取2ml高锰酸钾，在输液管中间注入，观察实验现象。

3.经过2-3min后，对比观察放锌片和铜片针筒中溶液的颜色。

备注：

（1）50ml塑料注射器等高固定为了使加入溶液后产生的压力相等。

（2）在输液管中间注入时，由于外界推力高锰酸钾溶液会沿着输液管向两个针筒移动，但是一段时间后，放铜片的针筒中紫红色会沿着输液管到放锌片的针筒中，最终颜色对比明显（如图2）。

（3）注入高锰酸钾溶液后，为防止漏液，可以用防水胶布包裹一下。

四、本装置的优点

1.本装置制作简单，操作方便，现象明显，可以进行分组实验。

2.实验装置清洗方便，可以重复使用。

3.本装置可以注入有色阳离子（如硫酸铜溶液），验证阳离子的移动方向。也可以改造为电解池装置，验证电解池溶液中离子的移动方向。