实验四、无色阳离子在电场中的运动①无色酚酞阳离子在电场中的运动取酸化后的无色酚酞试液在电极中间和电极平行地画一条线，接通电源，2分钟后就可以在阴极区看到鲜红色，证明无色酚酞阳离子在电场中向阴极运动。显红色这是由于在阴极上产生电解，氢离子浓度降低，氢氧根离子浓度增大，它和酚酞作用所致。
②无色氢离子在电场中的运动取甲基红指示剂(橙色)在电极中间的滤纸上和电极平行地划一条线，指示剂显黄色。接通电源，3分钟后就可以看到甲基红靠近阳极的一边显红色，证明无色的氢离子从阳极向阴极运动，在运动的过程中遇到甲基红指示剂并和其作用而显红色。
实验五、无色阴离子在电场中的运动取广范pH值试纸(黄色)1条，平行地贴在靠近阴极附近(距离阴极为15，距离阳极为45)的滤纸上，并使其湿润，接通电源，2分钟后就可以看到靠近阴极的pH值试纸的一边首先变绿，然后逐渐加深，直至深蓝色。可以证明氢氧根离子从阴极向阳极运动，遇到pH值试纸并和其作用，使其从黄色变为蓝色。
实验六、无色阴、阳离子在电场中的双向运动取黄色pH值试纸和电极平行地贴于距离阴极13、距离阳极23处，并使其湿润，接通电源，3分钟后就可以看到靠近阴极的广范pH值试纸的一边变为蓝绿色，靠近阳极的一边变为红色，证明氢氧根离子由阴极向阳极运动，氢离子由阳极向阴极运动，它们在运动的过程中遇到广范pH值试纸，双双使其变色，形成美丽的彩条，并可以证明氢离子的运动速度大约是氢氧根离子速度的2倍。如果把pH值试纸和电极垂直地贴于滤纸上，能更好地证明氢离子的运动速度大约是氢氧根离子速度的2倍。
实验小结：在滤纸上做离子在电场中的运动实验比用玻璃管做有如下的优点：1所需电压低，用干电池可代替稳压电源，可以解决缺少稳压电源的问题。由于所用电压低，电流小，且安全可靠。2运动速度快，现象明显、直观，实验结果可以做成卡片。3所需溶液少，简便易行，符合节约的原则。4也适合于学生实验。
碘化钠电离的演示实验
在讲解电解质的电离时、初学者往往容易造成一种误解：认为电解质的电离是通电以后才发生的。为了给学生树立正确的观点，费了不少嘴舌，其结果是部份学生仍然出错。能不能设计一套装置，用实验加以证明，电解质的电离并不是通电以后才发生的，而是电解质溶于水(或在熔融状态)时就已经发生。重庆二十中学化学组彭国胜、重庆市中区教师进修学校尧正文老师采用了下列实验装置，利用饱和的NaI溶液实验收到一定的效果，现简介如下：
实验方法和步骤：
制作一硬质塑料或木质的圆盘，直径45cm，通过圆心画一直角坐标，沿坐标轴x、y的正负方向对称地固定四支玻管，内盛NaI饱和溶液，玻管长20cm，口径1．5cm，管口的两端用带铜电极的橡皮塞封口，再用石蜡封死。将靠近圆心处的四极用短导线引出，同时接在圆心的铜帽上。远离圆心处的四极也用短导线引出，接在圆盘的铜边上，形成一个并联电路。
圆盘正面团将整个圆盘固定在一电动搅拌器的轴上(转速为4000转／分)。用两个石墨电极分别接在一微安表上(规格0“300uA)、当圆盘静止时，将两石墨电极分别触铜帽和圆盘边的铜片上，这时微安表(灵敏电流计)上的指针在零处，表示没有电流通过；但当圆盘在搅拌器的马达带动下快速旋转时，微安表的指针立即发生偏转，可高达200／~A以上，表示有电流通过。当圆盘停止转动时，电流也即消失。
说明属于离子型晶体的碘化钠溶于水时，在极性水分子的作用下，钠离子和碘离子分别离开固体的表面而进入到溶液中去，这个过程叫做电解质的电离。(请注意，并未通电！)当圆盘静止时，Na+和I一在溶液中混合存在，两极间不存在电位差，所以微安表的指针不动。可是当圆盘快盘快速转动时，由于I一质量大(127)，所受的离心力也大，而Na的质量小(23)，所受的离心力也相应的小，因此，圆盘旋转后造成的结果是：质量大的带负电荷的碘离子聚集在玻管的外端；质量小的，带正电荷的钠离子则比较靠近玻管的里端，这样，两个电极之间，就产生了电位差，当其两极和微安表接通时，指针必然偏转。
这个实验清楚地说明，在水溶液中，离子本来已经存在，利用Na和I一所受离心力的差别，将它们相对集中，形成一电势差，在微安表中有电流通过，这就是证明。
讨论①为了加强实验效果，可先在四支玻管中装上蒸馏水，当圆盘快速转动时，微安表上指针仍为0。这说明水系极弱电解质。这时还可将玻管换成铜线，圆盘转动，微安表上指针仍为0，说明无摩擦电流通过。
②圆盘越大，转速越快，效果越理想，但从制作材料及操作安全上看也更困难。圆盘在直径450mm时适宜，转速也不宜太快。我们采用变速装置的电动离心搅拌器(200。4000转／分)用的第四档。
③圆盘旋转后，从铜帽和铜边引出的两极，在用手拿的地方要注意绝缘。(可用电工胶布缠在手拿的地方。)以免将自己并联在电路中去，产生分电流而影响效果。
④此实验用手拿两石墨电极接触铜帽和铜片，在操作上不太方便，还有待改进。建议在加工条件较好的单位，可设法将两极直接导出接在微安表上。
用实验进行电离度的教学
实验是进行化学教学的重要手段。设计一个好的实验，能收到良好的教学效果。对电离度的教学，嘉兴一中杨建敏老师介绍是通过实验来进行的。电离度是弱电解质溶液的重要性质，溶液中离子浓度的微小变化，通过仪器的功能，能直观的展现在学生眼前是本实验的成功之处。学生通过观察实验现象，由感性知识上升到理性知识，加深了对电离度概念的理解，以及外界条件的变化对电离度的影响。以往学生对弱电解质的稀溶液在稀释过程中电离度会增大，通过电离平衡移动原理很容易理解，但在稀释过程中离子浓度反而减少却很难理解，只有通过α=KC及〔H+〕=K·C的计算才能解决，现在K电离又不作要求。我们通过实验由于电流计指针读数的减少，溶液导电能力减弱的现象，学生就很容易理解是溶液中离子浓度减少的必然结果。
课堂中学生接受知识自然、轻松，效果良好。本节课结束时，学生很顺利完成填写下表的有关内容。
醋酸在一定条件下，达到电离平衡，改变条件，填写有关内容：
CH3COOHCH3COO-+H+-Ｑ变化操作α(%)〔H+〕〔CH3COO-〕〔CH3COOH〕导电能力H+数稀释溶液升高温度本实验仪器简单，操作方便，现象明显，稳定，视野广，适宜课堂演示实验。
现将实验介绍如下：
仪器：实验室用灵敏电流计、3mA直流电通电板、5号电池一节、铜片电极、100毫升烧杯、25毫升量筒、胶头滴管。
药品：醋酸，质量百分比浓度99%，摩尔浓度175摩/升。甲酸，质量百分比浓度85%，摩尔浓度225摩/升，及蒸馏水。
实验一目的：在相同温度、浓度下，不同弱电解质的电离度不同。
实验步骤：
①在两只100毫升烧杯中，分别加入25毫升蒸馏水，接通电路，此时电流计指针读数零。
②在其中一只烧杯中逐滴滴入4滴醋酸，每加1滴待电流计指针读数稳定后，再加入第2、3、4滴，记下指针读数，再加入第5滴，记下读数。
③取下电极，用蒸馏水清洗，把电极插入另一只烧杯中，逐滴滴入4滴甲酸，记下指针读数。
说明，电流计指针偏转读数由电流计的灵敏度以及选配的直流电通电板的负荷决定。我们使用的一般物理实验室电流计，配上3mA直流通电板，在25毫升蒸馏水中滴入5滴醋酸，指针读数为15，相当09mA，滴入4滴甲酸，指针读数为3，相当18mA，这样的指针读数坐在后排学生都能看清楚。
注(1)加入4滴甲酸和5滴醋酸，它们的浓度分别是0178摩尔/升和0175摩尔/升。目的是使它们浓度相近，以便进行比较。
实验二
目的：在温度不变时，弱电解质的稀溶液的质离度随浓度的变化而变化。
步骤：在已滴入4滴甲酸的烧杯中，慢慢加入蒸馏水至烧杯边缘。(虚线为原读数，实线为改变后读数，下同)现象：指针读数3，慢慢回到2。
实验三
目的：当浓度不变时，弱电解质溶液的电离度随温度升高而增大。
步骤：把已滴入5滴醋酸的烧杯重新接通电路，并放到热水浴中。现象：随着温度升高电流计读数增大。
本节课通过以上四个实验，由学生根据实验现象，回答电离度的有关问题，这样可以提高学生分析问题和解决问题的能力，调动学生在课堂上学习积极性。中间进行有关电离度的简单计算，能较好的完成本节课的教学任务。
实验注意的问题：
(1)弱电解质的选择：两种弱电解质的电离度在相同条件下，应相差2-3倍，醋酸和甲酸是比较理想的试剂。
②在蒸馏水中加入4-5滴试剂，目的是使溶液浓度适中，多加或少加都会使实验现象不明显。
③在实验中，两电极距离应始终保持一致，电极跟溶液的接触面应保持不变，电极始终都要浸在液面下。
④每做一个实验电极必须用蒸馏水清洗，以保证实验的准确性。
铝铜电池的制法和应用
铜锌电池又称丹尼尔(Daniel)电池，是最古老的原电池，其电池表示式如下：
(-)Zn(s)｜Zn2+(aq)｜｜Cu2+(aq)｜Cu(s)(+)式中aq表示水溶液，s代表固体。该电池的电极反应和电池反应如下：
电极反应正极Zn(s)→Zn2+(aq)+2e负极Cu2+(aq)+2e→Cu(s)电池反应Zn(s)+Cu2+(aq)→Zn2+(aq)+Cu(s)如果Cu2+(aq)和Zn2+(aq)的溶液浓度分别为10mol/L，则上述铜锌电池的电极电位和电动势分别为：
标准电极电位E°cu2+/cu=0337V，E°zn2+/Cu=-07628V，电动势E=E0Cu2+/Cu-E0Zn2+/Zn=0337-(-07628)=110V但是，由于这种电池要用盐桥连接，而盐桥的阻抗作用很大，由于产生高的电阻降，致使实际电压比理论电动势低得多，所以，这种电池的实用价值很小。
福州市福建师大化学系林文修，福建中山中学张珊珊老师介绍铜锌电池的改进型-铜铝电池，由于制备这种电池的材料易得，且实际电压可达15伏，所以这是一种既经济又实用的电池。
电化学原理
铜铝电池的表示式为(-)Al(s)｜Al3+(aq)｜｜Cu2+(aq)｜Cu(s)(+)电极反应正极2A→2Al3++3e负极3Cu2++2e→3Cu电池反应3Cu2++2Al=3Cu+2Al3+铝的标准电极电位为E°Al3+/Al=-1662伏若Cu2+与Al3+的离子浓度均为10mol/L，则上述Cu-Al电池的理论电动势为E=E°Cu2+/Cu-E°Al5+/Al=0337-(-1662)=1999伏≈2伏。
它几乎是丹尼尔电池的两倍，再加上铝的导电性能优良，且不用盐桥，这就避免盐桥的阻抗作用，因此，Cu-Al电池的实际电压高，是一种具有实用价值的电池。
电池的制作(1)原料和药品：直径2mm的裸露铜线，铝片，硫酸铜，氢氧化钾，氯化钾，素烧陶瓷，烧杯(2)电极制备：分别配制1mol/LCuSO4，1mol/LH2SO4，01mol/LKOH和1mol/LKCl溶液备用把铜线缠绕在素陶瓷外边作为阴极，在素烧陶瓷中插入铝片做为阳极。
(3)电池的装配把1mol/LCuSO4200ml倒入600ml烧杯中，加入1mol/LH2SO45ml，［加入H2SO4的目的是防止产生Cu(OH)2沉淀］。在已绕好铜线的素烧陶瓷中倒入混有KCl的01mol/LKOH，并在其中放入铝片。把素烧陶瓷置于上述盛有CuSO4的烧杯中，这样Cu-Al电池就安装好了，分别将铜线和铝片引伸出去作为正负极，即可供应电能了。
电池的功用按上述方法制成的Cu-Al电池，初电压为175伏，随后下降至15伏，这种电池可提供1小时约1安培的电源，其功用为：
(1)开动一台小型电动机或一盏闪光灯。
(2)两个Cu-Al电池串联，可点亮一发光二极管。
原电池实验
现行课本中，关于原电池的实验只有铜、锌与硫酸溶液形成原电池的实验。在教学活动中，我们感到，学生对这部分知识理解较吃力，尤其是对原电池的形成条件，原电池正负极的判断等。为了使学生更好地理解有关原电池的基本知识，补充了本实验。
实验目的：
(1)帮助学生深刻理解原电池的形成条件。
(2)使学生掌握原电池正、负极的判断。
实验用品：
小烧杯(50ml、8个)，铜、锌、铁、碳、铅、二氧化铅等电极材料，灵敏电流计，导线，U形管，干电池(15伏1节)。
1MH2SO4溶液，1MNaCl溶液，1MNaOH溶液，1MCuSO4溶液，1MZnSO4溶液，KCl饱和溶液，琼脂，CCl4液体。
实验步骤：
(1)把一节15V干电池的正、负极通过导线与灵敏电流计串联，观察电流计指针的偏转方向。从而可知电流计指针偏转方向与电流方向的关系，与电源正负极的关系。
(实验可知电流计指针的偏转方向即电子的流向，与电流方向相反。电流计指针偏转的方向即是与电源正极相连的接线柱一方。)(2)装置示意图①～⑨分别实验，观察电流计指针是否偏转及偏转角度的大小(或电流强度的大小)，根据实验总结原电池的形成条件及原电池正、负极的判断方法。
实验结论：
(1)原电池的形成条件：活泼性不同的两个电极，在电解液中接触，发生氧化-还原反应(形成闭合电路)，即形成原电池。
(2)在原电池中，较活泼的金属等活泼电极总是作原电池的负极，在这极发生氧化反应；较不活泼金属、非金属、金属氧化物等电极总是作正极，在这极发生还原反应。
(3)单个电极本身有的能与所接触的电解液发生反应的原电池(如①、②、⑥)一般在相同条件下电流计指针偏转角度大。
单个电极与电解液不反应(如③、④)，也能形成原电池，这样的原电池一般电流计指针偏转角度小。
两电极虽不同，但不与电解液接触，或虽与电解液接触，但不形成闭合电路，或与非电解质接触(如⑤、⑦、⑨)等，则不能形成原电池。
说明：
通过上述实验的补充，使学生从感性认识上升到理性认识，纠正了部分学生认为“只有单个电极与电解液能直接反应才能形成原电池”的片面认识，加深了学生对原电池等电化学知识的理解和掌握，学生反映这样做效果较好，有利于提高分析和解决问题的能力。
原电池实验的补充与改进——简易电池
改进之处
高中化学教材中的铜锌原电池，由于极化作用：产生的电流十分微弱，往往只能使电流计的指针发生偏转，而点亮不了小电珠。若加以改进与补充，就能受到极好的效果。青岛十六中学韩伟老师介绍改进之处主要有三点：
