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1物理化学实验典型案例简介 物理化学实验典型案例简介 物理化学实验的主要目的是使学生能够掌握物理化学实验的基本方法和技能，从而根据所学原理设计，选择和使用仪器；其次是锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力，培养严肃认真、实事求是科学态度和作风；第三是验证所学的原理，巩固加深对物理化学原理的理解， 提高学生对物理化学知识灵活应用的能力 本案例的实验为：原电池电动势的测定，通过该实验使学生掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法；掌握电位差计的使用方法；熟悉电极和盐桥的制备方法了解和学会制备与处理二类电极和盐桥，测定原电池的电动势 2原电池电动势的测定 原电池电动势的测定 一、实验目的 一、实验目的 1 、了解对消法测定原电池电动势的原理； 2 、学会铜半电池和锌半电池的制备； 3 、掌握电位差计的使用 二、实验原理 二、实验原理 1 、原电池的定义和构成、原电池的定义和构成 原电池是化学能变为电能的装置，它由两个“半电池”组成，每个半电池由一个电极和相应的电解质溶液构成 负极反应：：2( )2Zn seZn 氧化反应 正极反应：：22( )CueCu s 还原反应 电池反应：：22( )( )Zn sCuZnCu s 半透膜半透膜 盐桥盐桥 4142(-)Z n(s)|Z nS O()||C uS O()|C u(s)(+ )aa32、原电池的电动势、原电池的电动势 其中 E 是原电池的电动势，+是正极的电极电势， 是负极的电极电势。

电池反应的电池反应的 Nernst 方程：方程： 22( )( )Zn sCuZnCu s 222Zn ZnCuZnCuCuaRTEElnFaZnCuE 是原电池的标准电动势，可查表得到 R 是理想气体常数； T 是反应温度； 2 是反应转移的电子数； F 是法拉第常数，约为 96500 C/mol; a 是离子的活度 电极反应的电极反应的 Nernst 方程：方程： 2C u+ 2eC u(s)22,2,1ln2CuCuCuCu CuRT F E4  是标准电极电势，有表可查 可用已知电极电势的参比电极和待测电极组成电池， 通过测定电动势而得到通常用的参比电极有标准氢电极和甘汞电极，如图所示： 标准氢电极 甘汞电极 3、可逆原电池满足的条件、可逆原电池满足的条件 (1) 电池反应可逆，电极可逆； (2) 电流要足够小 2Z n ( s ) - 2 eZ n222,,ln2ZnZnZnZnZnRT F22ClCl () | Hg Cl (s) | Hg(l)a54 能否用伏特计测可逆原电池的电动势？能否用伏特计测可逆原电池的电动势？ 5 对消法测可逆原电池的电动势的原理对消法测可逆原电池的电动势的原理 对消法测定可逆原电池的原理如下：对消法测定可逆原电池的原理如下： Es＝＝USA I＝＝USA/RSA = Es/RSA (1) Ex＝＝UXA I＝＝UXA/RXA = Ex/RXA (2) 工作电池 标准电池 待测电池 检流计 滑动电阻工作电池 标准电池 待测电池 检流计 滑动电阻6Es/RSA = Ex/ RXA (3) Ex＝＝Es · (RXA / RSA ) 三、实验仪器及试剂三、实验仪器及试剂 电位差计电位差计 一套一套 甘汞电极甘汞电极 一个一个 0.1 M 硫酸铜溶液硫酸铜溶液 0.1 M 硫酸锌溶液硫酸锌溶液 四、实验内容四、实验内容 1 Cu-Zn 电池的电动势 2 甘汞和锌电池的电动势 3 铜和甘汞电池的电动势 甘汞和锌电池甘汞和锌电池： 铜和甘汞电池：铜和甘汞电池： 五、数据记录和处理五、数据记录和处理 每组每个同学测一次，最后取平均值。

ECu-Zn ECu-Hg EHg-Zn Hg  Cu   Zn ECu-Zn   Cu   Zn  实验 值 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 理论 值       √ √ √ 相对 误差       √ √ √ 有关文献数据如下：有关文献数据如下： 4122(-)Zn(s)|ZnSO ()||KCl()|Hg Cl (s)|Hg(l)(+)a饱和2242(-)Hg(l)|Hg Cl (s)|KCl()||CuSO ()|Cu(s)(+)a饱和7六、思考题六、思考题 1、、电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？如何保护及正确使用？ 2、参比电极应具备什么条件？它有什么功用？ 3、盐桥有什么作用？选用作盐桥的物质应有什么原则？ 4、电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析其原因 七、实验报告的书写要求七、实验报告的书写要求 实验报告的内容包括以下七个方面：  实验目的  实验基本原理（简单概括）  实验所需仪器及药品  实验装置简图  实验步骤（应详细写出实际做的步骤）  数据记录及处理（重点）  思考与讨论 4T0 .2 4 1 57 .6 11 0(/2 9 8)TK甘 汞（）220 .1 5 ,0 .1 6Z nC u2 2 9 81(2 9 8 )(2 9 8 )2TTT313162=0.01610,0=0.10010,0.6210VKVKVK铜 电 极 ：锌 电 极 ：。