Cu2+氧化I-类原电池的装置及其制造方法

摘要

本发明公开了一种Cu2+氧化I-类原电池的装置及其制造方法。本发明装置包括一个顶部有洞的封蜡鸡蛋壳，封蜡鸡蛋壳侧面开有一小孔，该小孔去掉了蜡和鸡蛋壳，只留下鸡蛋壳内的半透膜；所述封蜡鸡蛋壳放置在一个小烧杯中，小烧杯中装有硫酸铜溶液，硫酸铜溶液液面低于封蜡鸡蛋壳的顶部，封蜡鸡蛋壳内装有碘化钾溶液；在所述小烧杯内的硫酸铜溶液和封蜡鸡蛋壳内的碘化钾溶液中分别浸入一块铜片，两块铜片之间用导线并联接入伏特表和微安表。本发明以普遍常见鸡蛋半透膜取代传统氯化钾-琼脂冻胶盐桥，既能使两种不同电解质溶液隔离，又能为离子的迁移提供通道，从而实现Cu2+氧化I-原电池的设计目的。

权利要求

1.一种Cu2+氧化I-类原电池的装置，其特征在于：它包括一个顶部有洞的封蜡鸡蛋壳，封蜡鸡蛋壳侧面开有一小孔，该小孔去掉了蜡和鸡蛋壳，只留下鸡蛋壳内的半透膜；所述封蜡鸡蛋壳放置在一个小烧杯中，小烧杯中装有硫酸铜溶液，硫酸铜溶液液面低于封蜡鸡蛋壳的顶部，封蜡鸡蛋壳内装有碘化钾溶液；在所述小烧杯内的硫酸铜溶液和封蜡鸡蛋壳内的碘化钾溶液中分别浸入一块铜片，两块铜片之间用导线并联接入伏特表和微安表。

2.根据权利要求1所述Cu2+氧化I-类原电池的装置，其特征在于：所述封蜡鸡蛋壳侧面留有半透膜的小孔半径大于等于0.3cm。

2+ -

3.一种如权利要求1所述Cu 氧化I类原电池的制造方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：(1)取生鸡蛋一个，用剪刀在鸡蛋的顶部轻轻敲出一个小洞，倒出里面的蛋清和蛋黄，用清水洗干净蛋壳内残留蛋清；

(2)将蜡融化，用刷子将熔融的蜡均匀地涂刷在鸡蛋壳外表面，使整个鸡蛋壳都被蜡覆盖；

(3)待熔融蜡凝固之后，用小刀轻轻在凝固着蜡的鸡蛋壳侧面画一个半径大于等于

0.3cm的小孔，将这个小孔范围内的蜡去除；

(4)用胶头滴管将适量盐酸滴到去蜡小孔范围的蛋壳上，溶解掉蛋壳，5min之后，将蛋壳用蒸馏水清洗干净，得到的就是带有一个半透膜小孔的封蜡鸡蛋壳；

(5)在小烧杯中放入步骤(4)得到的封蜡鸡蛋壳，向封蜡鸡蛋壳顶部的小洞中加入碘化钾溶液，向小烧杯中加入硫酸铜溶液，硫酸铜溶液液面低于封蜡鸡蛋壳顶部；

(6)向碘化钾溶液与硫酸铜溶液分别插入铜电极，把伏特表与微安表用导线并联后接上两个铜电极；

(7)观察发现伏特表和微安表都发生明显偏转，即说明两电极间存在电动势，表明外电路有电流通过。

说明书

Cu2+氧化I-类原电池的装置及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明属于化学化工领域，具体涉及一种Cu2+氧化I-类原电池的装置及其制造方法。

背景技术

[0002] 通常，原电池必须将两种电解质溶液隔开并用饱和氯化钾-琼脂冻胶盐桥联通。尽管从理论上讲，任何氧化还原反应都能设计成原电池，但由于Cu2+氧化I-的实验必须是将含Cu2+溶液和含I-溶液直接混合才能实现，因此用饱和氯化钾-琼脂冻胶盐桥联通被隔开的Cu2+溶液和含I-溶液所构成的原电池的电路上，既无电动势存在又没电流通过，也就是用通2+ -
常原电池装置不能实现Cu 氧化I的实验事实。因此，设计一种既能使两种不同电解质溶液隔离，又能为离子的迁移提供通道的方法是本发明研究的关键技术。

发明内容

[0003] 本发明的目的之一在于提供一种以普遍常见鸡蛋半透膜取代传统氯化钾-琼脂冻胶盐桥，既能使两种不同电解质溶液隔离，又能为离子的迁移提供通道的Cu2+氧化I-类原电池的装置，从而实现Cu2+氧化I-原电池的设计目的。

[0004] 本发明的上述目的是通过如下的技术方案来实现的：

[0005] 该Cu2+氧化I-类原电池的装置，它包括一个顶部有洞的封蜡鸡蛋壳，封蜡鸡蛋壳侧面开有一小孔，该小孔去掉了蜡和鸡蛋壳，只留下鸡蛋壳内的半透膜；所述封蜡鸡蛋壳放置在一个小烧杯中，小烧杯中装有硫酸铜溶液，硫酸铜溶液液面低于封蜡鸡蛋壳的顶部，封蜡鸡蛋壳内装有碘化钾溶液；在所述小烧杯内 的硫酸铜溶液和封蜡鸡蛋壳内的碘化钾溶液中分别浸入一块铜片，两块铜片之间用导线并联接入伏特表和微安表。

[0006] 具体地说，所述封蜡鸡蛋壳侧面留有半透膜的小孔半径大于等于0.3cm。

[0007] 本发明的第二个目的在于提供上述Cu2+氧化I-类原电池的制造方法，该方法包括如下顺序的步骤：

[0008] (1)取生鸡蛋一个，用剪刀在鸡蛋的顶部轻轻敲出一个小洞，倒出里面的蛋清和蛋黄，用清水洗干净蛋壳内残留蛋清；

[0009] (2)将蜡融化，用刷子将熔融的蜡均匀地涂刷在鸡蛋壳外表面，使整个鸡蛋壳都被蜡覆盖；

[0010] (3)待熔融蜡凝固之后，用小刀轻轻在凝固着蜡的鸡蛋壳侧面画一个半径大于等于0.3cm的小孔，将这个小孔范围内的蜡去除；

[0011] (4)用胶头滴管将适量盐酸滴到去蜡小孔范围的蛋壳上，溶解掉蛋壳，5min之后，将蛋壳用蒸馏水清洗干净，得到的就是带有一个半透膜小孔的封蜡鸡蛋壳；

[0012] (5)在小烧杯中放入步骤(4)得到的封蜡鸡蛋壳，向封蜡鸡蛋壳顶部的小洞中加入碘化钾溶液，向小烧杯中加入硫酸铜溶液，硫酸铜溶液液面低于封蜡鸡蛋壳顶部；

[0013] (6)向碘化钾溶液与硫酸铜溶液分别插入铜电极，把伏特表与微安表用导线并联后接上两个铜电极；

[0014] (7)观察发现伏特表和微安表都发生明显偏转，即说明两电极间存在电动势，表明外电路有电流通过。

[0015] 本发明的装置仪器简单，废物利用绿色化；采用本发明的装置用于基础理论研究和基础应用研究，可靠性强，重现性好，成功率高；现象明显，富有个 性；药品、材料易得，耗时短；操作便捷，安全性强。

[0016] 本发明具有如下积极效果：

[0017] (1)有效地设计了Cu2+氧化I-类原电池的装置与制造方法。

[0018] (2)有助于从理论上和实验中充分认识Cu2+和I-的性质。

[0019] (3)实现了对环境友好、废物利用绿色化。

[0020] (4)深刻认识和理解：半透膜的渗透性。

[0021] (5)解决了长期来采用传统方法不能解决的问题。

[0022] (6)对如何准确掌握和灵活运用这些知识更好地为科研、生产和生活服务提供实验依据。

[0023] (7)为如何将课堂教学与科学研究有机地结合起来发挥积极的促进作用，也是对学生进行个性化教育，拓展良好个性和创造性思维的有效方法。

附图说明

[0024] 图1是本发明装置的结构示意图。

[0025] 图2是本发明实施例1的装置原理结构示意图。

[0026] 图3是本发明实施例2的装置原理结构示意图。

[0027] 图4是本发明实施例3的装置原理结构示意图。

[0028] 图5是本发明实施例5的装置原理结构示意图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

[0030] 参见图1，本发明装置包括一个顶部有洞的封蜡鸡蛋壳1，封蜡鸡蛋壳1的侧面开有小孔2，小孔2去掉了蜡和鸡蛋壳，只留下鸡蛋壳内的半透膜；封蜡鸡蛋壳1放置在小烧杯3中，小烧杯3中装有硫酸铜溶液4，硫酸铜溶液4的液面低于封蜡鸡蛋壳1的顶部，封蜡鸡蛋壳1内装有碘化钾溶液5；在小烧 杯3内的硫酸铜溶液4和封蜡鸡蛋壳1内的碘化钾溶液5中分别浸入铜片6，两块铜片6之间用导线并联接入伏特表7和微安表8。图1中，封蜡鸡蛋壳1侧面留有半透膜的小孔2的半径为0.3cm。

[0031] 图1所示装置的制造方法如下：

[0032] (1)取生鸡蛋一个，用剪刀小心地在鸡蛋的一头轻轻敲出一个小洞，倒出里面的蛋清和蛋黄，用清水洗干净蛋壳；

[0033] (2)将事先准备好的蜡烛融化，用刷子将熔融的蜡烛均匀地刷在鸡蛋壳外表面，使整个鸡蛋壳都被蜡覆盖；

[0034] (3)待熔融蜡凝固之后，用小刀轻轻在凝固着蜡的鸡蛋壳画一个半径为0.3cm的小孔，将这个小孔范围内的蜡去除；

[0035] (4)用胶头滴管将适量盐酸滴到去蜡小孔范围的蛋壳上，溶解掉蛋壳，5min之后，将蛋壳用蒸馏水清洗干净，得到的就是带有一个小孔的半透膜的封蜡鸡蛋壳；

[0036] (5)在小烧杯中放入步骤(4)得到的封蜡鸡蛋壳，向封蜡鸡蛋壳顶部的小洞中加入碘化钾溶液，向小烧杯中加入硫酸铜溶液，硫酸铜溶液液面低于封蜡鸡蛋壳顶部；

[0037] (6)观察发现，伏特表和微安表都发生明显偏转，既说明两电极间存在电动势，又表明外电路有电流通过。

[0038] 下面通过具体实验实例对本发明现象作进一步佐证。

[0039] 实施例1：

[0040] 参见图2，按常规实验装置，用盐桥组装成0.5mol/L硫酸锌溶液和0.5mol/L硫酸铜溶液的原电池，观察伏特表的偏转情况，发现伏特表指针发生偏转(0.6V)，说明饱和氯化钾-琼脂冻胶盐桥是好的，即可用。

[0041] 实施例2：

[0042] 参见图3，按常规实验装置，用盐桥组装成0.5mol/L碘化钾溶液和0.5mol/L硫酸铜溶液的原电池，观察伏特表的偏转情况，发现伏特表指针没有发生偏转，说明两电极间没有电动势。显然，该装置不成功。

[0043] 实施例3：

[0044] 参见图4，按常规实验装置，将图2与图3串联，即用盐桥组装成0.5mol/L硫酸锌溶液和0.5mol/L硫酸铜溶液的原电池与用盐桥组装成0.5mol/L碘化钾溶液和0.5mol/L硫酸铜溶液的原电池串联，观察伏特表的偏转情况，发现伏特表指针发生偏转，偏转数字与实施例1相同(0.6V)，说明常规实验组装的碘化钾溶液和硫酸铜溶液的原电池电极间没有电动势，溶液离子只起传递电荷作用，进一步表明用常规实验组装的碘化钾溶液和硫酸铜溶液的原电池装置不成功。

[0045] 实施例4：

[0046] 参见图1，按本发明的方法自组装实验装置，用自制的鸡蛋壳半透膜材料组成0.5mol/L碘化钾溶液和0.5mol/L硫酸铜溶液的原电池，观察伏特表和微安表指针偏转情况，实验结果显示，两表指针都发生明显偏转(伏特表为0.3V，微安表为16μΑ)，既说明两电极间存在电动势，又表明外电路有电流通过，证明设计成功。

[0047] 实施例5：

[0048] 参见图5，按图2所示常规实验装置与图1所示本发明方法自组装实验装置串联，即用盐桥组装成0.5mol/L硫酸锌溶液和0.5mol/L硫酸铜溶液的原电池与用自制的鸡蛋壳半透膜材料组装成0.5mol/L碘化钾溶液和0.5mol/L硫酸铜溶液的原电池串联，观察伏特表的偏转情况，发现伏特表指针发生偏转，偏 转数字恰好等于实施例1和与实施例4之和(0.6V+0.3V＝0.9V)，说明自组装的碘化钾溶液和硫酸铜溶液的原电池电极间有电动势，并具有原电池电动势的加和性，进一步表明自组装的碘化钾溶液和硫酸铜溶液的原电池装置是成功的。