氢氧燃料电池的微型化改进

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摘要：文章对教材上的设计氢氧燃烧电池实验装置进行了微型化改进，使其更简单、方便。

关键词：氢氧燃料电池；微型；改进

文章编号：1008-0546（2014）03-0085-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

苏教版必修2课本42页设计了氢氧燃料电池的实验：参照图组装实验装置（多孔碳棒电极由实验室提供，将碳电极放在高温火焰上灼烧到红热，迅速浸入冷水中，使它的表面变得粗糙多孔即可）。电解质溶液用0.5mol/LNa2SO4溶液，电源用3～6V直流电源，发光二极管的起辉电压为1.7V，电流为0.6mV。

在此装置中用到的仪器，实验室提供的多孔碳棒电极直径1.5cm，长9cm，表面非常光滑，在使用前，必须每个都进行前期处理后亲自试试，这给学生分组实验带来了实验现象的不稳定性。而3～6V的直流电源无论是学生电源提供，还是用干电池，体积都较庞大。

在教学过程中，学生由前一节原电池的已有知识，对两个电极都是碳棒的原电池非常不能理解，为什么这样的装置能发生，所以氢氧燃料电池的学生分组实验显得很必要。结合实验设计的生活化、微型化，改进实验的具体内容如下。

一、 实验用品

9V电池，学生用长1.5mm、宽1mm，高6cm的2B铅笔芯，发光二极管1枚，厚约2.5cm的泡沫板，Na2SO4溶液

二、 实验装置及仪器的说明

1. 将泡沫板切成长宽各4cm的正方块形，将小试管底部在酒精灯上加热，在泡沫板上烫成试管形凹洞。

2. 用2B铅笔芯代替实验室的石墨棒，因为材质一样，而且铅笔芯的表面本身就是粗糙多孔，提高实验的稳定性。

3. 9V的电池长2.5cm，宽1.5cm，高4.5cm，体积迷你，电压大，可提高两个电极上气体产生的速率，同时它的正负极在同一面，简化了实验的操作。

4. 硫酸钠在这里起导电的作用，浓度无硬性要求。

5. 发光二极管可以用实验室的，也可从小孩子的玩具中拆下来，各种各样的灯光颜色。

三、 实验步骤

1. 将铅笔芯插入泡沫板的凹洞内，注意不要将泡沫板弄穿，否则会漏液。

2. 往凹洞内加入电解质溶液Na2SO4。

3. 将9V电池的电极与铅笔芯接触，立即就能观察到两电极上产生了大量的无色气泡，根据气泡的数量可判断生成的气体。电解时间约30s。

4. 将电池拿掉，换做发光二极管的两个金属丝分别与铅笔芯相接触，即可观察到发光二极管亮了。

四、 改进后的优点与意义

1. 该实验装置很简单，试剂用量少，操作方便，取材于学生生活中的材料，实验现象明显且趣味性很强。

2. 因为是课堂的学生分组实验，所需的时间少，学生可以反复操作，同时提高了对氢氧燃料电池的理解，对原电池的发生条件有了更深层次的了解。