改进后装置,如图1(固定仪器略)。实验时,向小U形管中加入约1mol/L的稀硫酸溶液至2/3高度左右,一边插入铜片,一边插入锌片(铜片和锌片都不要插到U形管底部,以免影响对铜片上产生气泡的观察,可切小块橡胶塞将其固定在U形管的中上部),导线不连接时,锌片上产生气泡,铜片上无气泡。将铜片与锌片分别连接上导线后,铜片上产生气泡。若在两电极之间连接灵敏电流计,指针偏转,说明电路中有电流通过。
图1
装置优点:
(1)装置简单,药品用量少、铜片上产生气泡现象明显。
(2)装置小巧,作演示实验时,教师可拿着它走下讲台,让更多学生观察铜片上产生的气泡。
(3)将三个这样的铜锌原电池串联,可使发光二极管连续发出亮光。若光线变暗,轻轻振动装置,又恢复亮光。
二、氢氧燃料电池
人教旧版《化学》第二册(必修加选修)和人教新版《化学》(必修2)中有关燃料电池的内容中都没有安排“燃料电池”实验教学,学生对燃料电池只有抽象的理解,没有直观感受,不利于学生对燃料电池的认识,因此在教学中应补充“氢氧燃料电池”实验教学。
图2
将图1装置中的铜片锌片均换成碳棒,用布将碳棒裹一周,再用胶筋固定其下端,即得氢氧燃料电池装置。实验时,将两个相同装置连接(如图2),向U形管内加入氢氧化钠溶液,将两端导线分别与学生电源6V0.3A档正负极连接,通电半分钟后,撤出电源,再把两端导线与发光二极管相连(注意区分正负极),可以看到发光二极管发光数秒钟。
装置优点:
(1)装置简单。若找不到大小与碳棒合适的U型管,可用烧杯代替U型管,实验效果相同。
(2)现象明显。发光管能发光10多秒钟,虽然时间不长,但已足以观察到现象。
以上两个实验,装置均简单,药品用量少,易于操作,2~3分钟足可完成实验,既可用于演示实验,也可作学生分组实验。