带楼梯的书柜:电池的原理以及自制电池的方法和材料

自制电池

简介：

利用氧化还原反应装置成一个电池，并且使 call 机发生声响。

实验步骤：

1. 取约25公分的镁带，折成三折并叠成约8公分长，然后用约20公分的铜线缠于上头。
2. 用一透明玻璃纸做成容器状，用橡皮圈绑住上头（不用绑紧，只要束着就好），然后插入一根约30公分的铜线，插入的一端最好先把它折成环状以防刺破玻璃纸，如图一所示。
3. 将50mL硫酸铜溶液加入100mL的烧杯内，将250mL硫酸钾溶液加入500mL的烧杯内。
4. 把步骤3.50mL的硫酸铜溶液倒入做好的玻璃纸袋内，并将它置于另一个500mL的烧杯中，然后将步骤 1 之镁带也放入烧杯中，如图二所示。
5. 然后将步骤3.250mL的硫酸钾溶液徐徐倒入500mL的烧杯中（注1），如图三所示。
6. 将call机接上，立即有哔哔叫的声音（注2），如图四所示。

注1. 不可将绑有镁带的铜线浸到硫酸钾的溶液中，进行步骤5之前，须事先让同学听听已装1.5V电池的BBcal叫的声音大小及响了几声，以作为比较之用。
注2. 正负极接错，声音不会响。

溶液和器材：

1. 0.5M的硫酸铜溶液：约6.3g硫酸铜（CuSO4·5H2O，）晶体溶于50mL的水中。
2. 0.5M的硫酸钾溶液：约21.8g硫酸钾（K2SO4）固体溶于250mL的水中）。
3. 铜线一条（约30公分长）。
4. 玻璃纸一张（约625平方公分）。
5. 铜线一条（约20公分长）。
6. 镁带（约25公分长）。
7. 100mL的烧杯一个。
8. 500mL的烧杯2个。
9. 橡皮圈一条。
10. BBcall机一只。

原理和概念：
1. 本实验的半反应式分别为： Mg（s） → Mg2+（aq） + 2e- Cu2+（aq） + 2e- → Cu（s） 全反应式为： Mg（aq） + Cu2+ → Mg2+ + Cu（s）
2. 电化电池的阳极：发生氧化，电子流出，氧化电位大者（还原电位小者）。 电化电池的阴极：发生还原，电子流入，还原电位大者（氧化电位小者）。
3. 氧化电位：失去电子的倾向，以伏特为单位表示；氧化电位愈大，表示失去电子的倾向愈大。 还原电位：获得电子的倾向，以伏特为单位表示；还原电位愈大，表示获得电子的倾向愈大。
4. 盐桥的功用：使电流畅通，让阴阳离子能够流通，保持电中性，防止任一个半电池积存净电荷。盐桥的组成：为盐类的饱和溶液，且不与两半电池之溶液发生反应者。本实验系利用玻璃纸当作半透膜，可让阴阳离子能够流通亦有盐桥的功能。

注意事项
1. 铜线最好先用磨砂纸磨过，再进行反应。
2. 镁带反应前先用1MHCl浸洗一会儿，然后迅速取出再使用。
3. 若时间许可的话，可将多个自制电池串联或并联，驱动需要更大功率的负载。