【仪器和器材】木炭粉(木炭碾成粉末,越细越好,如果没有现成木炭,用木柴烧些炭屑碾成粉),碳棒(从废干电池中拆取),纯锌皮(也可从旧干电池拆取,用砂纸擦亮代替),氯化铁和食盐各15克,热水100毫升,1.5伏小灯泡,玻璃杯,纱布,棉线。锌筒完好的旧干电池,淀粉适量,氯化锌溶液100毫升,木棒,沥清,直流伏特计(J0408型或J0408-1型),1.5伏小灯泡。【实验方法】无论哪种电池,都有两个电极,一个是正极,一个是负极。正极和负极之间是溶液(电解质)。 一、空气电池 这种电池的正极是空气中的氧气,负极是锌皮。锌皮与氯化铁溶液反应产生带正电的氢离子,氢离子通过溶液移到炭粉周围,遇空气中氧化合成水,达到去极化作用,氢离子所带正电通过碳棒送出形成电流。碳棒不参加反应,只起导电作用。加进食盐是增加溶液的导电能力。锌空气电池不能产生持续电流。 制作步骤: 1.碳棒四周放上碳粉,用纱布包好,并用棉线扎起来,只让碳棒上有铜帽一头露在外面(图3.3-1)。 2.把锌皮包扎在炭粉芯子的外面,在铜帽和锌皮上分别接上一段导线。 3.玻璃杯内盛半杯热水,把氯化铵和食盐溶解在热水里,这就是电池的溶液。 4.把包好锌皮的炭粉芯浸到玻璃杯溶液中,就是一个简单的电池。把小灯泡用导线接在两极上,小灯泡发光(图3.3-2),说明电路有电流通过。 5.过一会儿小灯泡光就暗了。把小灯泡取下,把锌皮包着的炭粉芯取出在空气里放一会儿,等炭粉周围又吸附了新鲜氧气后,再浸入溶液中,接上灯泡又能发光。可如此反复多次。 二、干电池 干电池是比较普遍使用的电源,其构造如图3.3-3所示。其中锌筒在电池中作负极,顶端带有铜帽的碳棒在电池中作正极。 二氧化锰和石墨混合物,用纸包在碳棒周围,上面用细线缠绕。二氧化锰在电池中是去极作用(与氢离子结合生成水)。石墨不参加化学反应,它是一种能导电的填充料,它和二氧化锰混合在一块,可以使二氧化锰均匀分散,增加二氧化锰与氢的接触面积。饱和氯化线溶液作的糊状物为电池电解液。火漆封口的作用是防止电池电解波的蒸发。 制作步骤: 1.先将旧干电池铜帽周围的纸盖去掉,挖出火漆,用木棒将碳棒周围的二氧化锰和石墨混合物排出倒在纸上,取出碳棒。再将锌筒内壁的粘着物处理干净,但防止弄烂锌筒。 2.将二氧化锰石墨混合物粉碎无颗粒后,再用氯化铵溶液搅拌均匀。 3.用氯化铵调淀粉成浆糊状。 4.用比较硬的纸条缠成纸筒,纸筒的直径约为锌筒直径的三分之二,把碳棒立在正中央。然后填入用氯化铵溶液拌好的二氧化锰石墨混合物。用小木棒围绕碳棒夯打实,高度约为碳棒的三分之二时,取下缠绕的硬纸条,轻轻的用纸包好,再用纱线缠几圈即可。 5.作一圆纸片放在锌筒的底部,以防碳棒与锌筒直接接触。再把包好的碳棒放在锌筒内,倒入作好的氯化铵浆糊。距锌筒上沿约1厘米。 6.把中间有与碳棒直径相同的孔的圆纸环,套在碳棒上压入锌筒内,使其距锌筒上沿约半厘米。 7.把熔化的沥清浇在纸杯上面,与锌筒上沿平齐为止。 8.干电池制好后,用直流伏特计测一下它的电压,再将1.5伏小灯泡接在它的两极间。