整理对消法测量电池电动势Word格式文档下载.docx
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Ex=Rx×
（UR/R）即：
Ex/Rx=UR/R
Ⅱ
Ⅰ和Ⅱ联立得：
Ex=（En/Rn）×
Rx
由于工作电路与被测回路之间并无电流通过，故只要测得En/Rn得值，即可在高灵敏度示零的情况下准确测出被测电池的电动势。
三．实验仪器与试剂：
1.仪器
UJ-25型高电势直流电位差计、HSS-1B数字式超级恒温槽、Ac15/z直流复射式检流计、标准电池、干电池、铜电极、锌电极、饱和甘汞电极、温度计、盐桥
2.试剂
0.1000mol/LCuSO4、0.1000mol/LZnSO4、饱和KCl溶液、Hg2Cl2溶液。
四．实验步骤：
（一）准备工作
1.打开恒温水浴，调节温度T=25℃。
2.利用公式：
En=1.01865-4.05×
10-5（T-293）2-9.5×
10-7（T-293）2+1×
10-8（T-293）3
计算出实验室温度下的En，并调节标准电动势温度补偿旋钮。
T=23.8。
C
En=1.01805V
3.锌电极的制备：
将锌电极用砂纸磨光，除掉锌电极上的氧化层，用蒸馏水冲洗，然后浸入饱和氯亚汞溶液中3－5秒，取出后再用蒸馏水淋洗，使锌电极表面上有一层均匀的汞齐（目的：
防止电极表面副反应的发生，保证电极可逆）。
4.铜电极的制备：
将铜电极用砂纸打光，再用蒸馏水淋洗。
5.电池组合：
（-）Zn（s）|Zn2+（0.1000mol/L）||Cu2+（0.1000mol/L）|Cu（s）（+）
（-）Zn（s）|Zn2+（0.1000mol/L）||饱和甘汞电极（+）
（二）实验测量：
A.电流调节
1.检流计灵敏度旋钮指向短路，打开检流计的电源。
调节检流计，使其光标指向零位置。
2.将标准电池连入电路，把电位差计的旋钮调至N位置。
3.将检流计的换向开关由“短路”调至“0.01”，调节检流计，使其光标指向零位置。
4.先按下“粗”钮，观察检流计光标的偏转方向，并记下检流计光标偏转方向。
光标偏转方向：
向右
调节加大“粗”旋钮所指电阻值，若光标偏转不明显，可摁“细”键。
待光标偏转方向变化（向左）时，“粗”旋钮退一格，加大“中”旋钮，依次类推。
调节电位差计上的“粗”“中”“细”“微”四旋钮，待光标指向零位置或其左右两格时视为调好。
5.调好后将检流计换向开关依次调到“0.1”、“1”、“直接”，分别重复以上操作。
当检流计灵敏度旋钮指向“直接”，“细”键摁下，检流计光标指向零线或光标偏转小于2格时，表示回路电流调节完毕。
6．所有操作完成后将检流计换向开关再次置于“短路”，将电位差计旋钮调至“断”处。
B.实验测定
1.Cu－Zn电池电极电势的测定：
Ⅰ.将适量0.1000mol/kgCuSO4、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及Cu和Zn电极。
Ⅱ.将铜—锌电极连入X2的正负极，重复3以下操作，记录数据。
2.Zn－甘汞电极电势的测定：
将适量KCl的饱和溶液、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及相应电极，按上述方法重复操作三次，并记录相关数据。
测量结束，将检流计灵敏度旋钮指向“短路”，关闭电源。
关闭恒温槽电源。
五．实验数据处理
1.实验室温度T=296.8K
2.标准电池电动势：
En=1.01805V
3．电池电极电势：
次数
Cu－Zn电极电势（V）
Zn－甘汞电极电势（V）
1
1.088856
0.996281
2
1.074353
0.971128
3
0.998431
0.960328
平均值
1.053880
0.975912
相对标准偏差
3.5%
1.4%
理论电动势
1.0998
1.0335
测量误差
-4.1%
-5.5%
六．误差分析：
1．在实验操作过程中，检流计光标很难指向零点，说明测量回路有电流通过，所以E（测）≠E（理）。
2．由于检流计光标较难调节，每组测量时间较长，工作回路中电流会发生变化，从而影响测量结果。
3．冲洗电极管后电极管中所留水分会对电解质溶液起稀释作用，会影响电池的实际电动势。
七.实验注意事项：
⑴连接线路时，切勿正、负极接反。
⑵测试时必须先按电位计上“粗”按钮，待检流计示零后，再按“细”按钮，以免检流计偏转过猛而损坏.当偏转幅度较大时，摁“短路”键，可使光标偏转幅度减小，以免损毁仪器。
（3）按按钮时间要短，不超过ls，以防止过多电量通过标准电池和待测电池，造成严重极化现象，破坏电池的电化学可逆状态。
（4）整个调节测量时间要快，以免电解质电解时间过长，溶液变稀，以致测不准。
而且，室温的上升对实验结果也有影响。
八.实验总结：
通过本次实验，我了解并掌握了电极电势测定的基本方法和原理；
学会了电位差计、检流计的使用方法。
这次实验我了解了团体合作的重要。
对消法测量电动势
1.通过电池和电极电势的测定，加深对可逆电池的理解。
3.掌握Cu—Zn和Zn－甘汞电池电极电势的测定。
1电池的电动势测量的条件：
电池的电动势不能直接用伏特计来测量。
因为当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中就发生化学反应，溶液的浓度不断改变。
因而电动势也不断变化，这时电池已不是可逆电池。
另外，电池本身有电阻，用伏特计所量出的只是两电极间的电势差而不是可逆电池的电势。
所以测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流通过的情况下进行。
2．用对消法可达到测量原电池电动势的目的，如图所示:
【Ew、En、Ex分别为工作电池，标准电池（惠撕登电极），待测电池。
Rf为可调电阻，用于调节工作电池分配在高精度电阻上的电压】
工作原理为：
测量时，先将换向开关与En连接，根据标准电池的电动势调整电阻Rn的大小，然后调节电阻Rf，使检流计中的电流为零，这时存在如下关系：
En=Rn×
（UR/R）
即En/Rn=UR/R
（1）
随后将换向开关与Ex连接，调节个进位盘的触头，再次使G指向零点，则得到关系式：
Ex=Rx×
即Ex/Rx=UR/R
（2）
（1）和
（2）联立得：
Ex=（En/Rn）×
该图为Cu－Zn电池
UJ25型高电势直流电位差计、标准电池、Ac15/z直流复射式检流计、干电池、温度计、铜电极、锌电极、饱和甘汞电极、砂纸、HSS-1B数字式超级恒温槽、盐桥、0.1000mol/LCuSO4、0.1000mol/LZnSO4、饱和KCl溶液、Hg2Cl2溶液。
1.、打开超级恒温槽电源开关（三个按钮均向下）及冷却水，调节温度为25`C（达到温度后将加热按钮搬向上）。
2.由公式En=1.01865-4.05×
10-7（T-293）2+1×
10-8（T-293）3实验室的温度为291K即18摄氏度,把T=291K代入En的公式中，
计算出实验室温度下的En=1.01859V ，并在电位差计上设定好；
3.调节工作回路电流：
（1）在打开检流计的电源且检流计灵敏度旋钮指向短路情况下，调节检流计，使其光标指向零位置。
（2）将标准电池（即电位差计开关为Ｎ）连入电路。
（3）将检流计的换向开关由“短路”调至“0.01”，调节检流计，使其光标指向零位置。
（4）先按下“粗”钮，观察检流计光标的偏转方向，
如光标偏转方向向右，应调节加大“粗”旋钮所指电阻值，若光标偏转不明显，可摁“细”键。
（5）调好后将检流计换向开关调高一档，，分别重复6处的操作直到调至“直接”时结束。
当检流计灵敏度旋钮指向“直接”，“细”键摁下，检流计光标指向零线或光标偏转小于2格时，结束回路电流调节。
（6）结束后将检流计换向开关再次置于“短路”，将电位差计旋钮调至“断”处。
4.电极准备：
（1）锌电极的制备：
将锌电极用砂纸磨光，除掉锌电极上的氧化层，用蒸馏水冲洗，然后浸入饱和氯亚汞溶液中3－5秒，取出后再用蒸馏水淋洗，使锌电极表面上有一层均匀的汞齐（防止电极表面副反应的发生，保证电极可逆）。
（2）铜电极的制备：
（3）配制KCl的饱和溶液备用
5.电池组合：
6.Zn－甘汞电极电势的测定：
（1）.将适量KCl的饱和溶液、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及相应电极（即锌插入ZnSO4溶液中，饱和甘汞电极插入KCl的饱和溶液中）。
（2）.将饱和甘汞电极—锌电极连入X1的正负极（即锌为负极，饱和甘汞电极为正极），将电位差计旋钮调至X1，重复步骤3的操作，不同的是调节的电阻变为Rx，重复操作三次，并记录相关数据。
E1=0.9410V
E2=0.9440V
E3=0.9451V
Ｅ（平均）＝０．９434Ｖ
7.Cu－Zn电池电极电势的测定：
（1）.将适量0.1000mol/kgCuSO4、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及相应电极（即铜插在CuSO4溶液中，锌插在ZnSO4溶液中）
（2）.将铜—锌电极连入X2的正负极（即锌为负极，铜为正极），重复操作3，不同的是调节的电阻变为Rx，记录数据。
记录此时电动势。
E1=1.0001
E2=0.9935V
E3=0.9815V
Ｅ＝0.9917Ｖ
8.测量结束，将检流计灵敏度旋钮指向“短路”，关闭电源。
1.实验室温度T=２９１K
En=1.0185９V
3.锌—饱和甘汞电池电动势：
饱和甘汞电极的电极电势：
E1
E2
E3
（平均）
0.9410V
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