[实用新型]铜锌原电池演示仪

说明书

本实用新型属于教学仪器，特别适用于化学专业学校和中学化学、物理课的演示实验和学生实验。

现在学校做实验，都是用分散的两个烧杯，一个U形管连接起来，再找来一个铜片和一个锌片，焊上导线，凑在一起进行演示，而没有一种整体的演示仪。因此做实验时，分散、零乱，材料难找且昂贵，制做麻烦，锌片极难焊接，钻孔又无设备，致使一些学校无法做此实验，只是讲讲原理，即便是凑合做也不符合要求，因找来的材料不纯，大小不一，形状各异，有的很小，无法使连接点露出电解液面，而电极本身在电解液内就形成了铜锌微电池，或铜锡（焊丝）微电池，而影响实验效果，由于各方面的原因，只能使检流计指针偏转，而不能使灯泡（普通小灯泡）发光，很不直观。

本实用新型的目的旨在提供一种整体、美观、演示方便、经济实用、显示直观的铜锌原电池演示仪。

本实用新型是由连体双缸（无色透明钢化玻璃）、盐桥、铜片、锌片、特制小灯泡、缸盖、正、负极接线柱等组成。所有零部件均与缸盖相连，形成一整体演示仪，既整齐美观、又操作方便。由于其上装有一特制小灯泡，可以发光，使理论变成现实，因此特别直观。正、负极接线柱下部为圆柱螺杆，其上至多拧有四个螺母，其中两个用以固定正、负极接线柱；另外两个既可用于固定铜片和锌片，又可调整其高低位置，使被消耗的锌片下移，同时还可以更换多种不同材料的电极，以便做各种不同的电化学实验。本实用新型的铜、锌电极，各采用高纯度的铜片和锌片，并保证它们与接线柱的触点露出电解液面，从而避免了在电解液内形成微电池，保证了实验获得理想的效果。铜、锌电极的形状是平行排列的四块铜片或锌片，以增大铜、锌与电解液的接触面积，并给阴、阳离子的移动留出通路，提供了较大的电流，保证了实验的顺利进行。连体双缸上带有两个尖嘴，可分别把两种溶液倒入两个瓶里，及时处理，可避免铜极和锌极受污染。

下面结合附图对本实用新型的工作过程加以详细叙述：

附图1：本实用新型的结构图

附图2：铜电极或锌电极结构侧视图

本实用新型是一种把化学能转变为电能的仪器，它借助氧化还原反应产生电流。操作时在连体双缸（1）的铜缸里加入硫酸铜溶液，构成铜半电池；在锌缸里加入硫酸锌溶液，构成锌半电池；在U形管里加入氯化钾琼胶，分别插入两个缸内，形成盐桥（5）；再在缸盖（7）上的正极接线柱（3）和负极接线柱（6）之间接上特制小灯泡（4），可使灯泡发光（或接上检流计，可看到指针偏转），说明铜锌原电池可以产生电流。

由于锌较活泼，容易失去电子，而铜容易获得电子，此时又有合适的条件，分别浸在硫酸铜和硫酸锌两种溶液里，又有盐桥（5）给离子的移动提供通路，所以一旦外电路接通，就会发生电子的定向移动——电流。此时负极（锌极）发生的反应为：锌片（8）上的锌失去电子，这些电子通过导线移到铜片（2）上，锌片（8）本身被逐渐消耗，变成锌离子Zn^2＋，进入溶液： Zn－2e＝Zn^2＋，发生氧化反应。

正极（铜片）反应为：铜片上有了多余的电子，吸引着硫酸铜溶液中的铜阳离子Cu^2＋，发生定向移动，Cu^2＋在铜极上获得电子，变成金属铜，附着在铜片（2）上，使铜片（2）加厚： Cu^2＋＋2e＝Cu，发生还原反应。

盐桥起着沟通电路的作用，锌半电池中随着Zn^2＋进入溶液，使ZnSO₄溶液中有富裕的阳离子；而铜半电池中随着Cu^2＋的减少，而有富裕的阴离子；通过盐桥（5），锌半电池里的阳离子Zn^2＋向铜半电池移动，铜半电池里的阴离子SO^2－₄向锌半电池移动，因而保持了溶液的电中性，使锌的氧化反应和铜的还原反应继续进行，电流继续产生，若取出盐桥（5），特制小灯泡（4）不再发光，（检流计指针不再偏转），电流也就停止了。这就是铜锌原电池演示仪工作的全过程。

本实用新型与现有的演示技术相比，具有整体整齐美观、操作使用方便、经济实用、显示直观、功能多、用途广等优点。除用于做铜锌原电池演示外，还可接电压表，测端电压；接灵敏电流计，测工作电流；也可用于电解氯化钠，使酚酞变红，达到原电池和电解池联用的目的。更换电极，还可做多种电化学实验。是一种理想的教学仪器。