化學的實驗報告

化學的實驗報告 篇1

一、前言

現有製造電池、蓄電池的原理是電化學反應。電極是不同種元素、不同種化合物構成,產生電流不需要磁場的參與。

目前有磁性材料作電極的鐵鎳蓄電池(注1),但鐵鎳蓄電池放電時沒有外加磁場的參與。

通過數次實驗證明,在磁場中是可以發生電化學反應的。本實驗報告是研究電化學反應發生在磁場中,電極是用同種元素、同種化合物。

《磁場中的電化學反應》不同於燃料電池、磁流體發電。

二、實驗方法和觀察結果

1、所用器材及材料

(1):長方形塑膠容器一個。約長100毫米、寬40毫米、高50毫米。

(2):磁體一塊,上面有一根棉線,棉線是作為掛在牆上的釘子上用。還有鐵氧體磁體Phi;30*23毫米二塊、稀土磁體Phi;12*5毫米二塊、稀土磁體Phi;18*5毫米一塊。

(3):塑膠瓶一個,內裝硫酸亞鐵,分析純。

(4):鐵片兩片。(對鐵片要進行除銹處理,用砂紙除銹、或用刀片除銹、或用酸清洗。)用的罐頭鐵皮,長110毫米、寬20毫米。表面用砂紙處理。

2、 電流表,0至200微安。

用微安表,由於要讓指針能向左右移動,用表頭上的調0螺絲將指針向右的方向調節一定位置。即通電前指針在50微安的位置作為0,或者不調節。

3、 " 磁場中的電化學反應"裝置是直流電源,本實驗由於要使用電流表,一般的電流表指針的偏轉方向是按照電流流動方向來設計的,(也有隨電流流動方向改變,電流表指針可以左右偏轉的電流表。本實驗報告示意圖就是畫的隨電流流動方向改變,電流表指針可以向左或向右偏轉的電流表)。因此本演示所講的是電流流動方向,電流由"磁場中的電化學反應"裝置的正極流向"磁場中的電化學反應"裝置的負極,通過電流表指針的偏轉方向,可以判斷出"磁場中的電化學反應"裝置的正極、負極。

4、 手拿磁體,靠近塑膠瓶,明顯感到有吸引力,這是由於塑膠瓶中裝了硫酸亞鐵,說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質。

5、 將塑膠瓶中的硫酸亞鐵倒一些在紙上,壓碎硫酸亞鐵晶體,用磁體靠近硫酸亞鐵,這時有一部分硫酸亞鐵被吸引在磁體上,進一步說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質。

6、 將磁體用棉線掛在牆上一個釘子上讓磁體懸空垂直不動,用裝有硫酸亞鐵的塑膠瓶靠近磁體,當還未接觸到懸空磁體時,可以看到懸空磁體已開始運動,此事更進一步說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質。(註:用另一個塑膠瓶裝入硫酸亞鐵飽和溶液產生的現象同樣)

7、 通過步驟4、5、6我們得到這樣的共識,硫酸亞鐵是鐵磁性物質。

8、 將塑膠瓶中的硫酸亞鐵適量倒在燒杯中,加入蒸溜水溶解硫酸亞鐵。可以用飽和的硫酸亞鐵溶液,然後倒入一個長方形的塑膠容器中。實驗是用的飽和硫酸亞鐵溶液。裝入長方形容器中的液面高度為40毫米。

9、 將鐵片分別放在塑膠容器中的硫酸亞鐵溶液兩端中,但要留大部分在溶液之上,以便用電流表測量電流。由於兩個電極是用的同種金屬鐵,沒有電流的產生。

10、 然後,在塑膠容器的外面,將鐵氧體磁體放在某一片鐵片的附近,讓此鐵片處在磁埸中。用電流表測量兩片鐵片之間的電流,可以看到有電流的產生。(如果用單方向移動的電流表,注意電流表的正極應接在放磁體的那一端),測量出電流強度為70微安。為什麼同種金屬作電極在酸、鹼、鹽溶液中有電流的產生?電位差是怎樣形成的?我是這樣看這個問題的:由於某一片鐵片處在磁埸中,此鐵片也就成為磁體,因此,在此鐵片的表面吸引了大量的帶正電荷的鐵離子,而在另一片鐵片的表面的帶正電荷的鐵離子的數量少於處在磁埸中的鐵片的帶正電荷的鐵離子數量,這兩片鐵片之間有電位差的存在,當用導線接通時,電流由鐵離子多的這一端流向鐵離子少的那一端,(電子由鐵離子少的那一端鐵片即電源的負極流向鐵離子多的那一端鐵片即電源的正極)這樣就有電流產生。可以用化學上氧化-還原反應定律來看這個問題。處在磁埸這一端的鐵片的表面由於有大量帶正電荷的鐵離子聚集在表面, 而沒有處在磁埸的那一端的鐵片的表面的帶正電荷的鐵離子數量沒有處在磁埸中的一端多,當接通電路後,處在磁埸這一端的鐵片表面上的鐵離子得到電子(還原)變為鐵原子沉澱在鐵片表面,而沒有處在磁埸那一端的鐵片失去電子(氧化)變為鐵離子進入硫酸亞鐵溶液中。因為在外接的電流表顯示,有電流的流動,可以證明有電子的轉移,而電子流動方向是由電源的負極流向電源的正極,負極鐵片上鐵原子失去電子後,就變成了鐵離子,進入了硫酸亞鐵溶液中。下圖所示。

11、 確定"磁場中的電化學反應"的正、負極,確認正極是處在磁體的位置這一端。這是通過電流表指針移動方向來確定的。

12、 改變電流表指針移動方向的實驗,移動鐵氧體磁體實驗,將第10步驟中的磁體從某一片上移開(某一片鐵片可以退磁處理,如放在交變磁埸中退磁,產生的電流要大一些)然後放到另一片鐵片附近,同樣有電流的產生,注意這時正極的位置發生了變化,電流表的指針移動方向產生了變化。

如果用稀土磁體,由於產生的電流強度較大,電流表就沒有必要調整0為50毫安處。而用改變接線的方式來讓電流表移動。

改變磁體位置:如果用磁體直接吸引鐵片電極沒有浸在液體中的部份的方式來改變磁體位置,鐵片電極不退磁處理也行。

下圖所示磁體位置改變,電流表指針偏轉方向改變。證明電流流動方向改變,《磁場中電化學反應》成立。電流流動方向說明了磁體在電極的正極位置。

三、實驗結果討論

此演示實驗產生的電流是微不足道的,我認為此演示的重點不在於產生電流的強度的大小,而重點是演示出產生電流流動的方向隨磁體的位置變動而發生方向性的改變,這就是說此電源的正極是隨磁體在電源的那一極而正極就在磁體的那一極。因此,可以證明,"磁場中的電化學反應"是成立的,此電化學反應是隨磁體位置發生變化而產生的可逆的電化學反應。請特別注意"可逆"二字,這是本物理現象的重點所在。

通過磁場中的電化學反應證實:物理學上原電池的定律在恆定磁場中是不適用的(原電池兩極是用不同種金屬,而本實驗兩極是用相同的金屬)。

通過磁場中的電化學反應證實:物理學上的洛侖茲力(洛倫茲力)定律應修正,洛侖茲力對磁性運動電荷是吸引力,而不是偏轉力。並且洛侖茲力要做功。

通過實驗證實,產生電流與磁場有關,電流流流動的方向與磁體的位置有關。電極的兩極是用的同種金屬,當負極消耗後又補充到正極,由於兩極是同種金屬,所以總體來說,電極沒有發生消耗。這是與以往的電池的區別所在。而且,正極與負極可以隨磁體位置的改變而改變,這也是與以往的電池區別所在。

《磁場中電化學反應》電源的正極與負極可以循環使用。

產生的電能大小所用的計算公式應是法拉弟電解定律,法拉第電解第一定律指出,在電解過程中,電極上析出產物的質量,和電解中通入電流的量成正比,法拉第電解第二定律指出:各電極上析出產物的量,與各該物質的當量成正比。法拉第常數是1克當量的任何物質產生(或所需) 的電量為96493庫侖。而移動磁體或移動電極所消耗的功應等於移動磁體或移動電極所用的力乘以移動磁體或移動電極的距離。

四、進一步實驗的方向

1、 在多大的鐵片面積下,產生多大的電流?具體數字還要進一步實驗,從目前實驗來看,鐵片面積及磁場強度大的條件下,產生的電流強度大。如鐵片浸入硫酸亞鐵溶液20毫米時要比浸入10毫米時的電流強度大。

2、 產生電流與磁場有關,還要作進一步的定量實驗及進一步的理論分析。如用稀土磁體比鐵氧體磁體的電流強度大,在實驗中,最大電流強度為200微安。可以超過200微安,由於電流表有限,沒有讓實驗電流超過200微安。

3、 產生的電流值隨時間變化的曲線圖A-T(電流-時間),還要通過進一步實驗畫出。

4、 電解液的濃度及用什麼樣電解液較好?還需進一步實驗。

五、新學科

由於《磁場中的電化學反應》在書本及網際網路上查不到現成的資料,可以說是一門新學科,因此,還需要進一步的實驗驗證。此文起拋磚引玉之用。我希望與有識之士共同進行進一步的實驗。

我的觀點是,一項新實驗,需要不同的時間、不同的人、不同的地點重複實驗成功才行。

化學的實驗報告 篇2

1.化學實驗室必須保持安靜,不得大聲喧譁、嬉笑、打鬧。

2.保持實驗室的清潔、整齊,不隨地吐痰,實驗室中的廢紙、火柴等必須放在指定容器中,實驗完畢後按教師要求清洗儀器,做好各項清潔工作,儀器、藥品安放整齊,桌面、地面保持整潔。

3.進入實驗室後,未經教師允許,不得擅自玩儀器、藥品,實驗前,在教師指導下檢查儀器藥品,如有缺損,及時報告教師。

4.保障實驗安全,杜絕事故發生,嚴格遵守實驗操作規程,聽從教師指導,按時完成實驗,不得亂倒實驗廢液,不得擅自做規定以外的實驗,取用藥品,不得超過規定用量。

5.愛護實驗室的一切公物,注意節約用水用物,若損壞了儀器藥品,必須及時報告教師,說明原因,必須酌情賠償。

6.上述規則必須嚴格遵守,若有違反,視情節嚴重,給予嚴肅校紀處理及賠償物質損失。

化學的實驗報告 篇3

實驗名稱:

排水集氣法。

實驗原理:

氧氣的不易容於水。

儀器藥品:

高錳酸鉀,二氧化錳,導氣管,試管,集氣瓶,酒精燈,水槽。

實驗步驟:

①檢————檢查裝置氣密性。

②裝————裝入藥品,用帶導管的橡皮塞塞緊

③夾————用鐵夾把試管固定在鐵架台上,並使管口略向下傾斜,藥品平鋪在試管底部。

④點————點酒精燈,給試管加熱,排出管內空氣。

⑤收————用排水法收集氧氣。

⑥取————將導管從水槽內取出。

⑦滅————熄滅酒精燈。

實驗名稱:

排空氣法。

實驗原理:

氧氣密度比空氣大。

儀器藥品:

高錳酸鉀,二氧化錳,導氣管,集氣瓶,試管。

實驗步驟:

把集氣瓶口向上放置,然後把通氣體的導管放入瓶中,此時還要在瓶口蓋上毛玻璃片,當收集滿的時候把導管拿去,然後蓋好毛玻璃片即可。

化學的實驗報告 篇4

實驗目的:

結晶出最偉大的心靈

實驗材料以及步驟:

一、材料:

酒精燈、玻璃棒、燒杯、鐵架台;樂於助人的心靈、貪生怕死的靈魂、同甘共苦的心靈。

二、步驟:

1、溶解(選擇的前提)

將上述材料加入到燒杯中並用水溶解,用酒精燈加熱燒杯並用玻璃棒不斷攪拌。

生活的啟示:生活中我們在進行著一次次的選擇,用我們的頭腦溶解這些材料,我們以此來判斷選擇。

2、過濾(選擇的途徑)

用玻璃棒引流,把上面的溶液經玻璃棒引流到另備的燒杯中,濾去雜質後會發現:材料中的“貪生怕死的靈魂”最先被淘汰。

生活的啟示:生活中,我們中的一些人經不住社會上生與死的考驗,最先被淘汰的便是那些貪生怕死的人,終於,這些人失去了自己本應有的職業,失去了自己早年崇高的理想。

那么,讓我們接著看一下什麼才是人生最偉大的靈魂。

3、蒸發(結晶的前提)

把上述溶液注入到蒸發器皿,墊上石棉網,小心用酒精燈加熱,隨著水分的散失,溶液變得混濁,一個偉大的結果將要出現。

生活的啟示:經歷了生活的種種磨難,一場偉大的革命將要爆發,那就是:誰才是真正的最偉大的心靈將要出台。

4、結晶(實驗之目的)

把發熱的蒸發器皿取下來,待餘熱把水分蒸發光,我們看到的是晶瑩的固體——樂於助人的心靈與同甘共苦的心靈。

生活的啟示:經歷社會的選擇,最後勝利的是擁有樂於助人心靈的人。

我們努力在改變著我們的命運,擁有一把無所不摧的劍是重要的;而今日我們終於得到了這把金光閃閃的劍——樂於助人的心靈。

讓我們用這把劍創造生活、創造未來。

化學的實驗報告 篇5

一、教學目標

(一)掌握Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-還原性。

(二)掌握鹵素的歧化反應

(三)掌握次氯酸鹽、氯酸鹽強氧化性

(四)了解氯化氫HCl氣體的實驗室製備方法

(五)了解鹵素的鑑定及混合物分離方法

二、教學的方法及教學手段

講解法,學生實驗法,巡迴指導法

三、教學重點

1、區別Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-還原性。

2、鹵素的歧化反應

3、次氯酸鹽、氯酸鹽強氧化性

四、教學難點

區別Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-還原性;鹵素的歧化反應;次氯酸鹽、氯酸鹽的強氧化性

五、實驗原理

鹵素系ⅦA族元素,包括氟、氯、溴、碘、砹,其價電子構型ns2np5,因此元素的氧化數通常是—1,但在一定條件下,也可以形成氧化數為+1、+3、+5、+7的化合物。鹵素單質在化學性質上表現為強氧化性,其氧化性順序為:F2 > Cl2 > Br2 > I2。所以,Br-能被Cl2氧化為Br2,在CCl4中呈棕黃色。I2能被Cl2、Br2氧化為I2,在CCl4中呈紫色。

鹵素單質溶於水,在水中存在下列平衡:

X2 + H2O === HX + HXO

這就是鹵素單質的歧化反應。鹵素的歧化反應易在鹼性溶液中進行,且反應產物隨著溫度和鹼液濃度的不同而變化。

鹵素的含氧酸有多種形式:HXO、HXO2、HXO3、HXO4。隨著鹵素氧化數的升高,

其熱穩定性增大,酸性增強,氧化性減弱。如氯酸鹽在中性溶液中沒有明顯的強氧化性,但在酸性介質中表現出強氧化性,其次序為:BrO3- > ClO3- > IO3-。次氯酸及其鹽具有強氧化性。

HCl的還原性較弱,製備Cl2,必須使用氧化性強的KMnO4、MnO2來氧化Cl-。若使用MnO2,則需要加熱才能使反應進行,且可控制反應的速度。

六、儀器與藥品

試管及試管夾、量筒(1mL)、酒精燈、滴瓶(125mL)、試劑瓶(500mL)、燒杯(250mL)

KBr、KCl、KI、CCl4、H2SO4(濃)、NaOH、NaClO、MnSO4、HCl(濃)、KClO3、AgNO3、溴水、品紅、酒精、濃氨水、碘伏水、pH試紙、KI-澱粉試紙、醋酸鉛試紙、藍色石蕊試紙。

七、實驗內容

(一)鹵素單質的氧化性

① 取幾滴KBr溶液於試管中,再加入少量CCl4,滴加氯水,振盪,仔細觀察CCl4層顏色的變化;

② 取幾滴KI溶液於試管中,再加入少量CCl4,滴加氯水,振盪,仔細觀察CCl4層顏色的變化;

③ 取幾滴KI溶液於試管中,再加入少量CCl4,滴加溴水,振盪,仔細觀察CCl4層顏色的變化;

結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式包括:

3、鹵素單質的氧化性順序:__________________________________ 。

(二)Cl-、Br-、I-的還原性

① 往乾燥試管中加入綠豆粒大小的KCl晶體,再加入0.5mL濃硫酸(濃硫酸不要沾到瓶口處),微熱。觀察試管中顏色變化,並用濕潤的pH試紙檢驗試管放出的氣體。

② 往乾燥試管中加入綠豆粒大小的KBr晶體,再加入0.5mL濃硫酸(濃硫酸不要

沾到瓶口處),微熱。觀察試管中顏色變化,並用KI-澱粉試紙檢驗試管口。

③ 往乾燥試管中加入綠豆粒大小的KI晶體,再加入0.5mL濃硫酸(濃硫酸不要沾到瓶口處),微熱。觀察試管中顏色變化,並用醋酸鉛試紙檢驗試管口。

結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式包括:

3、鹵素陰離子的還原性順序:__________________________________ 。

(三)溴、碘的歧化反應

① 溴的歧化反應取少量溴水和CCl4於是試管中,滴加2mol/LNaOH溶液使其呈強鹼性,觀察CCl4層顏色變化;再滴加3mol/LH2SO4溶液使其呈強酸性,觀察CCl4層顏色變化。寫出反應方程式,並用電極電勢加以說明。

結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式包括:

3、說明

② 碘的歧化反應 取少量碘水和CCl4於是試管中,滴加2mol/LNaOH溶液使其呈強鹼性,觀察CCl4層顏色變化;再滴加3mol/LH2SO4溶液使其呈強酸性,觀察CCl4層顏色變化。寫出反應方程式,並用電極電勢加以說明。

結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式包括:

3、說明

(四) 鹵素合氧酸鹽的氧化性

(1) 次氯酸鈉的氧化性

取四支管,均加入0.5mLNaClO溶液,其中1號試管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/L的KI溶液,2號試管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/LMnSO4溶液,3號試管中滴加4 ~ 5滴濃鹽酸,4號試管中滴加2滴品紅溶液。

觀察各試管中發生的現象,寫出反應方程式。

結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式:

3、說明

(2)KClO3的氧化性

① 取兩支管,均加入少量KClO3晶體,其中1號試管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/LMnSO4溶液,2號試管中滴加2滴品紅溶液。攪拌,觀察現象,比較次氯酸鹽和氯酸鹽氧化性的強弱。

結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式:

3、次氯酸鹽和氯酸鹽氧化性的強弱:__________________________________ 。 ② 取一支試管,加入少量KClO3晶體,加水溶解,再加入0.5mL0.2mol/LKI溶液和CCl4,觀察現象;然後再加入少量3mol/L的H2SO4溶液,觀察CCl4層現象變化;繼續加入KClO3晶體,觀察現象變化。用電極電勢說明CCl4層顏色變化的原因。 結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式:

3、說明

(五) 氯化氫HCl氣體的製備和性質

① HCl的製備取15 ~ 20g食鹽,放入500mL圓底燒瓶中,按圖1-1將儀器裝配好(在通風櫥中進行)。從分液漏斗中逐次注入30 ~ 40mL濃硫酸。微熱,就有氣體發生。用向上排空氣法收集生成的氯化氫氣體。

② HCl的水溶性 用手指堵住收集HCl氣體的試管口,並將試管倒插入盛水的水槽中,輕輕地把堵住試管口的手指掀開一道小縫,觀察有什麼現象發生?再用手指堵住試管口,將試管自水中取出,用藍色石蕊試紙檢驗試管中的溶液的酸鹼性,並用pH試紙測試HCl的pH。

③ HCl的鑑定 在上述盛有HCl的試管中,滴加幾滴0.1mol/LAgNO3溶液,觀察有什麼現象發生?寫出反應方程式。

④ 白煙實驗 把滴入幾滴濃氨水的廣口瓶與充有HCl氣體的廣口瓶口對口靠近,抽去瓶口的玻璃片,觀察反應現象並加以解釋。

結 論:

1、反應現象:

2、反應方程式:

3、說明

化學的實驗報告 篇6

一、前言

現有製造電池、蓄電池的原理是電化學反應。電極是不同種元素、不同種化合物構成,產生電流不需要磁場的參與。

目前有磁性材料作電極的鐵鎳蓄電池(注1),但鐵鎳蓄電池放電時沒有外加磁場的參與。

通過數次實驗證明,在磁場中是可以發生電化學反應的。本實驗報告是研究電化學反應發生在磁場中,電極是用同種元素、同種化合物。

《磁場中的電化學反應》不同於燃料電池、磁流體發電。

二、實驗方法和觀察結果

1、所用器材及材料

(1):長方形塑膠容器一個。約長100毫米、寬40毫米、高50毫米。

(2):磁體一塊,上面有一根棉線,棉線是作為掛在牆上的釘子上用。還有鐵氧體磁體30*23毫米二塊、稀土磁體12*5毫米二塊、稀土磁體18*5毫米一塊。

(3):塑膠瓶一個,內裝硫酸亞鐵,分析純。

(4):鐵片兩片。(對鐵片要進行除銹處理,用砂紙除銹、或用刀片除銹、或用酸清洗。)用的罐頭鐵皮,長110毫米、寬20毫米。表面用砂紙處理。

2、電流表,0至200微安。

用微安表,由於要讓指針能向左右移動,用表頭上的調0螺絲將指針向右的方向調節一定位置。即通電前指針在50微安的位置作為0,或者不調節。

3、"磁場中的電化學反應"裝置是直流電源,本實驗由於要使用電流表,一般的電流表指針的偏轉方向是按照電流流動方向來設計的,(也有隨電流流動方向改變,電流表指針可以左右偏轉的電流表。本實驗報告示意圖就是畫的隨電流流動方向改變,電流表指針可以向左或向右偏轉的電流表)。因此本演示所講的是電流流動方向,電流由"磁場中的電化學反應"裝置的正極流向"磁場中的電化學反應"裝置的負極,通過電流表指針的偏轉方向,可以判斷出"磁場中的電化學反應"裝置的正極、負極。

4、手拿磁體,靠近塑膠瓶,明顯感到有吸引力,這是由於塑膠瓶中裝了硫酸亞鐵,說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質。

5、將塑膠瓶中的硫酸亞鐵倒一些在紙上,壓碎硫酸亞鐵晶體,用磁體靠近硫酸亞鐵,這時有一部分硫酸亞鐵被吸引在磁體上,進一步說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質。

6、將磁體用棉線掛在牆上一個釘子上讓磁體懸空垂直不動,用裝有硫酸亞鐵的塑膠瓶靠近磁體,當還未接觸到懸空磁體時,可以看到懸空磁體已開始運動,此事更進一步說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質。(註:用另一個塑膠瓶裝入硫酸亞鐵飽和溶液產生的現象同樣)

7、通過步驟4、5、6我們得到這樣的共識,硫酸亞鐵是鐵磁性物質。

8、將塑膠瓶中的硫酸亞鐵適量倒在燒杯中,加入蒸溜水溶解硫酸亞鐵。可以用飽和的硫酸亞鐵溶液,然後倒入一個長方形的塑膠容器中。實驗是用的飽和硫酸亞鐵溶液。裝入長方形容器中的液面高度為40毫米。

9、將鐵片分別放在塑膠容器中的硫酸亞鐵溶液兩端中,但要留大部分在溶液之上,以便用電流表測量電流。由於兩個電極是用的同種金屬鐵,沒有電流的產生。

10、然後,在塑膠容器的外面,將鐵氧體磁體放在某一片鐵片的附近,讓此鐵片處在磁埸中。用電流表測量兩片鐵片之間的電流,可以看到有電流的產生。(如果用單方向移動的電流表,注意電流表的正極應接在放磁體的那一端),測量出電流強度為70微安。為什麼同種金屬作電極在酸、鹼、鹽溶液中有電流的產生?電位差是怎樣形成的?我是這樣看這個問題的:由於某一片鐵片處在磁埸中,此鐵片也就成為磁體,因此,在此鐵片的表面吸引了大量的帶正電荷的鐵離子,而在另一片鐵片的表面的帶正電荷的鐵離子的數量少於處在磁埸中的鐵片的帶正電荷的鐵離子數量,這兩片鐵片之間有電位差的存在,當用導線接通時,電流由鐵離子多的這一端流向鐵離子少的那一端,(電子由鐵離子少的那一端鐵片即電源的負極流向鐵離子多的那一端鐵片即電源的正極)這樣就有電流產生。可以用化學上氧化-還原反應定律來看這個問題。處在磁埸這一端的鐵片的表面由於有大量帶正電荷的鐵離子聚集在表面,而沒有處在磁埸的那一端的鐵片的表面的帶正電荷的鐵離子數量沒有處在磁埸中的一端多,當接通電路後,處在磁埸這一端的鐵片表面上的鐵離子得到電子(還原)變為鐵原子沉澱在鐵片表面,而沒有處在磁埸那一端的鐵片失去電子(氧化)變為鐵離子進入硫酸亞鐵溶液中。因為在外接的電流表顯示,有電流的流動,可以證明有電子的轉移,而電子流動方向是由電源的負極流向電源的正極,負極鐵片上鐵原子失去電子後,就變成了鐵離子,進入了硫酸亞鐵溶液中。下圖所示。

11、確定"磁場中的電化學反應"的正、負極,確認正極是處在磁體的位置這一端。這是通過電流表指針移動方向來確定的。

12、改變電流表指針移動方向的實驗,移動鐵氧體磁體實驗,將第10步驟中的磁體從某一片上移開(某一片鐵片可以退磁處理,如放在交變磁埸中退磁,產生的電流要大一些)然後放到另一片鐵片附近,同樣有電流的產生,注意這時正極的位置發生了變化,電流表的指針移動方向產生了變化。

如果用稀土磁體,由於產生的電流強度較大,電流表就沒有必要調整0為50毫安處。而用改變接線的方式來讓電流表移動。

改變磁體位置:如果用磁體直接吸引鐵片電極沒有浸在液體中的部份的方式來改變磁體位置,鐵片電極不退磁處理也行。

下圖所示磁體位置改變,電流表指針偏轉方向改變。證明電流流動方向改變,《磁場中電化學反應》成立。電流流動方向說明了磁體在電極的正極位置。

三、實驗結果討論

此演示實驗產生的電流是微不足道的,我認為此演示的重點不在於產生電流的強度的大小,而重點是演示出產生電流流動的方向隨磁體的位置變動而發生方向性的改變,這就是說此電源的正極是隨磁體在電源的那一極而正極就在磁體的那一極。因此,可以證明,"磁場中的電化學反應"是成立的,此電化學反應是隨磁體位置發生變化而產生的可逆的電化學反應。請特別注意"可逆"二字,這是本物理現象的重點所在。

通過磁場中的電化學反應證實:物理學上原電池的定律在恆定磁場中是不適用的(原電池兩極是用不同種金屬,而本實驗兩極是用相同的金屬)。

通過磁場中的電化學反應證實:物理學上的洛侖茲力(洛倫茲力)定律應修正,洛侖茲力對磁性運動電荷是吸引力,而不是偏轉力。並且洛侖茲力要做功。

通過實驗證實,產生電流與磁場有關,電流流流動的方向與磁體的位置有關。電極的兩極是用的同種金屬,當負極消耗後又補充到正極,由於兩極是同種金屬,所以總體來說,電極沒有發生消耗。這是與以往的電池的區別所在。而且,正極與負極可以隨磁體位置的改變而改變,這也是與以往的電池區別所在。

《磁場中電化學反應》電源的正極與負極可以循環使用。

產生的電能大小所用的計算公式應是法拉弟電解定律,法拉第電解第一定律指出,在電解過程中,電極上析出產物的質量,和電解中通入電流的量成正比,法拉第電解第二定律指出:各電極上析出產物的量,與各該物質的當量成正比。法拉第常數是1克當量的任何物質產生(或所需)的`電量為96493庫侖。而移動磁體或移動電極所消耗的功應等於移動磁體或移動電極所用的力乘以移動磁體或移動電極的距離。

四、進一步實驗的方向

1、在多大的鐵片面積下,產生多大的電流?具體數字還要進一步實驗,從目前實驗來看,鐵片面積及磁場強度大的條件下,產生的電流強度大。如鐵片浸入硫酸亞鐵溶液20毫米時要比浸入10毫米時的電流強度大。

2、產生電流與磁場有關,還要作進一步的定量實驗及進一步的理論分析。如用稀土磁體比鐵氧體磁體的電流強度大,在實驗中,最大電流強度為200微安。可以超過200微安,由於電流表有限,沒有讓實驗電流超過200微安。

3、產生的電流值隨時間變化的曲線圖A-T(電流-時間),還要通過進一步實驗畫出。

4、電解液的濃度及用什麼樣電解液較好?還需進一步實驗。

五、新學科

由於《磁場中的電化學反應》在書本及網際網路上查不到現成的資料,可以說是一門新學科,因此,還需要進一步的實驗驗證。此文起拋磚引玉之用。我希望與有識之士共同進行進一步的實驗。

我的觀點是,一項新實驗,需要不同的時間、不同的人、不同的地點重複實驗成功才行。

參考文獻

注1、《蓄電池的使用和維護》一書中講到鹼性鐵鎳蓄電池的內容。

1979年北京第2版,統一書號:15045總20xx-有514湖南省郵電管理局《蓄電池的使用和維護》編寫組,人民郵電出版社

作者:重慶桐君閣股份有限公司辦公室劉武青&