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水果做电池,化学来解释

时间:2022-04-29 08:17 作者:赵捷 来源:2021级(高一) 阅读次数:

你知道水果可以发电吗?

基于《普通高中化学课程标准》和“三新”的要求,合肥七中一方面关注知识考核方面的变化,另一方面也关注学生核心素养的落实与提高。高一年级化学组经集体备课讨论,选定水果电池实验作为课外探究实验,培养学生的动手能力与化学素养。这些实验活动与知识学习并不是割裂的,它融合在知识的学习当中。

水果发电原理和最早的化学电池有异曲同工之妙。十九世纪初意大利物理学家伏特发明了电池。他将铜片和锌片作为两个电极插入稀硫酸溶液中制成了最初的化学电池。在这个电池中,一个电极是铜片,另一个电极是锌片,电解质是稀硫酸。锌容易失去电子,被氧化成锌离子进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子被还原成氢原子,氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。在这整个过程中,电子流出的一极是负极,该极发生氧化反应;电子流入的一极是正极,发生还原反应,氧化剂与还原剂之间发生电子转移,而电子的定向移动可以产生电流。

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水果之所以能发电,其原理首先是水果中含有大量水果酸,这是一种很好的电解质;其次,插入水果中的两个金属片通常情况下电化学活性是不一样的,其中更活泼的金属片能和水果酸性物质中的氢离子发生置换反应,可以产生电荷,造成电压的改变,于是便形成一个原电池。

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化学备课组组长赵捷老师提出,学生课堂学习的知识,最终会落实为学科素养。就像遇到实际问题,怎样去转化为学科的一种情境,怎样用学科的知识去思考,去搭建解决问题的路径,从而形成科学思维和科学探究等良好素养。

化学实验可以让学生更好地体验和感知理科学科知识,逐步在理论探究、实验操作和实践应用中进一步增加理科学习的兴趣,乐于学习理科课程,培养和挖掘自身的研究和创新能力,成为适应新时代发展需求的综合实践与创新型人才。  

(赵捷撰稿、摄像   唐丽霞统稿   张永剑审稿)