一、前言

　　現(xiàn)有制造電池、蓄電池的原理是電化學(xué)反應(yīng)。電極是不同種元素、不同種化合物構(gòu)成，產(chǎn)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(shí)沒有外加磁場的參與。

　　通過數(shù)次實(shí)驗(yàn)證明，在磁場中是可以發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告是研究電化學(xué)反應(yīng)發(fā)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(xué)反應(yīng)》不同于燃料電池、磁流體發(fā)電。

　　二、實(shí)驗(yàn)方法和觀察結(jié)果

　　1、所用器材及材料

　　（１）：長方形塑料容器一個(gè)。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，棉線是作為掛在墻上的釘子上用。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）：塑料瓶一個(gè)，內(nèi)裝硫酸亞鐵，分析純。

　　（４）：鐵片兩片。（對(duì)鐵片要進(jìn)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?zhí)幚怼?/p>

　　2、電流表，0至200微安。

　　用微安表，由于要讓指針能向左右移動(dòng)，用表頭上的調(diào)0螺絲將指針向右的方向調(diào)節(jié)一定位置。即通電前指針在50微安的位置作為0，或者不調(diào)節(jié)。

　　3、"磁場中的電化學(xué)反應(yīng)"裝置是直流電源，本實(shí)驗(yàn)由于要使用電流表，一般的電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向是按照電流流動(dòng)方向來設(shè)計(jì)的，（也有隨電流流動(dòng)方向改變，電流表指針可以左右偏轉(zhuǎn)的電流表。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告示意圖就是畫的隨電流流動(dòng)方向改變，電流表指針可以向左或向右偏轉(zhuǎn)的電流表）。因此本演示所講的是電流流動(dòng)方向，電流由"磁場中的電化學(xué)反應(yīng)"裝置的正極流向"磁場中的電化學(xué)反應(yīng)"裝置的負(fù)極，通過電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以判斷出"磁場中的電化學(xué)反應(yīng)"裝置的正極、負(fù)極。

　　4、手拿磁體，靠近塑料瓶，明顯感到有吸引力，這是由于塑料瓶中裝了硫酸亞鐵，說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。

　　5、將塑料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(shí)有一部分硫酸亞鐵被吸引在磁體上，進(jìn)一步說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。

　　6、將磁體用棉線掛在墻上一個(gè)釘子上讓磁體懸空垂直不動(dòng)，用裝有硫酸亞鐵的塑料瓶靠近磁體，當(dāng)還未接觸到懸空磁體時(shí)，可以看到懸空磁體已開始運(yùn)動(dòng)，此事更進(jìn)一步說明硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。（注：用另一個(gè)塑料瓶裝入硫酸亞鐵飽和溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象同樣）

　　7、通過步驟4、5、6我們得到這樣的共識(shí)，硫酸亞鐵是鐵磁性物質(zhì)。

　　8、將塑料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，然后倒入一個(gè)長方形的塑料容器中。實(shí)驗(yàn)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、將鐵片分別放在塑料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。由于兩個(gè)電極是用的同種金屬鐵，沒有電流的產(chǎn)生。

　　10、然后，在塑料容器的外面，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(chǎn)生。（如果用單方向移動(dòng)的電流表，注意電流表的正極應(yīng)接在放磁體的那一端），測量出電流強(qiáng)度為70微安。為什么同種金屬作電極在酸、堿、鹽溶液中有電流的產(chǎn)生？電位差是怎樣形成的？我是這樣看這個(gè)問題的：由于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(shù)量少于處在磁埸中的鐵片的帶正電荷的鐵離子數(shù)量，這兩片鐵片之間有電位差的存在，當(dāng)用導(dǎo)線接通時(shí)，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(fù)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(chǎn)生。可以用化學(xué)上氧化－還原反應(yīng)定律來看這個(gè)問題。處在磁埸這一端的鐵片的表面由于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(shù)量沒有處在磁埸中的一端多，當(dāng)接通電路后，處在磁埸這一端的鐵片表面上的鐵離子得到電子（還原）變?yōu)殍F原子沉淀在鐵片表面，而沒有處在磁埸那一端的鐵片失去電子（氧化）變?yōu)殍F離子進(jìn)入硫酸亞鐵溶液中。因?yàn)樵谕饨拥碾娏鞅盹@示，有電流的流動(dòng)，可以證明有電子的轉(zhuǎn)移，而電子流動(dòng)方向是由電源的負(fù)極流向電源的正極，負(fù)極鐵片上鐵原子失去電子后，就變成了鐵離子，進(jìn)入了硫酸亞鐵溶液中。下圖所示。

　　11、確定"磁場中的電化學(xué)反應(yīng)"的正、負(fù)極，確認(rèn)正極是處在磁體的位置這一端。這是通過電流表指針移動(dòng)方向來確定的。

　　12、改變電流表指針移動(dòng)方向的'實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)鐵氧體磁體實(shí)驗(yàn)，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(chǎn)生的電流要大一些）然后放到另一片鐵片附近，同樣有電流的產(chǎn)生，注意這時(shí)正極的位置發(fā)生了變化，電流表的指針移動(dòng)方向產(chǎn)生了變化。

　　如果用稀土磁體，由于產(chǎn)生的電流強(qiáng)度較大，電流表就沒有必要調(diào)整0為50毫安處。而用改變接線的方式來讓電流表移動(dòng)。

　　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(zhuǎn)方向改變。證明電流流動(dòng)方向改變，《磁場中電化學(xué)反應(yīng)》成立。電流流動(dòng)方向說明了磁體在電極的正極位置。

　　三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

　　此演示實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的電流是微不足道的，我認(rèn)為此演示的重點(diǎn)不在于產(chǎn)生電流的強(qiáng)度的大小，而重點(diǎn)是演示出產(chǎn)生電流流動(dòng)的方向隨磁體的位置變動(dòng)而發(fā)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(xué)反應(yīng)"是成立的，此電化學(xué)反應(yīng)是隨磁體位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的可逆的電化學(xué)反應(yīng)。請?zhí)貏e注意"可逆"二字，這是本物理現(xiàn)象的重點(diǎn)所在。

　　通過磁場中的電化學(xué)反應(yīng)證實(shí)：物理學(xué)上原電池的定律在恒定磁場中是不適用的（原電池兩極是用不同種金屬，而本實(shí)驗(yàn)兩極是用相同的金屬）。

　　通過磁場中的電化學(xué)反應(yīng)證實(shí)：物理學(xué)上的洛侖茲力（洛倫茲力）定律應(yīng)修正，洛侖茲力對(duì)磁性運(yùn)動(dòng)電荷是吸引力，而不是偏轉(zhuǎn)力。并且洛侖茲力要做功。

　　通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，產(chǎn)生電流與磁場有關(guān)，電流流流動(dòng)的方向與磁體的位置有關(guān)。電極的兩極是用的同種金屬，當(dāng)負(fù)極消耗后又補(bǔ)充到正極，由于兩極是同種金屬，所以總體來說，電極沒有發(fā)生消耗。這是與以往的電池的區(qū)別所在。而且，正極與負(fù)極可以隨磁體位置的改變而改變，這也是與以往的電池區(qū)別所在。

　　《磁場中電化學(xué)反應(yīng)》電源的正極與負(fù)極可以循環(huán)使用。

　　產(chǎn)生的電能大小所用的計(jì)算公式應(yīng)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(chǎn)物的質(zhì)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(chǎn)物的量，與各該物質(zhì)的當(dāng)量成正比。法拉第常數(shù)是１克當(dāng)量的任何物質(zhì)產(chǎn)生（或所需）的電量為９６４９３庫侖。而移動(dòng)磁體或移動(dòng)電極所消耗的功應(yīng)等于移動(dòng)磁體或移動(dòng)電極所用的力乘以移動(dòng)磁體或移動(dòng)電極的距離。

　　四、進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的方向

　　1、在多大的鐵片面積下，產(chǎn)生多大的電流？具體數(shù)字還要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，從目前實(shí)驗(yàn)來看，鐵片面積及磁場強(qiáng)度大的條件下，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度大。如鐵片浸入硫酸亞鐵溶液20毫米時(shí)要比浸入10毫米時(shí)的電流強(qiáng)度大。

　　2、產(chǎn)生電流與磁場有關(guān)，還要作進(jìn)一步的定量實(shí)驗(yàn)及進(jìn)一步的理論分析。如用稀土磁體比鐵氧體磁體的電流強(qiáng)度大，在實(shí)驗(yàn)中，最大電流強(qiáng)度為200微安。可以超過200微安，由于電流表有限，沒有讓實(shí)驗(yàn)電流超過200微安。

　　3、產(chǎn)生的電流值隨時(shí)間變化的曲線圖A-T(電流-時(shí)間)，還要通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)畫出。

　　4、電解液的濃度及用什么樣電解液較好？還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

　　五、新學(xué)科

　　由于《磁場中的電化學(xué)反應(yīng)》在書本及因特網(wǎng)上查不到現(xiàn)成的資料，可以說是一門新學(xué)科，因此，還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此文起拋磚引玉之用。我希望與有識(shí)之士共同進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。

　　我的觀點(diǎn)是，一項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)，需要不同的時(shí)間、不同的人、不同的地點(diǎn)重復(fù)實(shí)驗(yàn)成功才行。

　　參考文獻(xiàn)

　　注1、《蓄電池的使用和維護(hù)》一書中講到堿性鐵鎳蓄電池的內(nèi)容。

　　1979年北京第2版，統(tǒng)一書號(hào)：15045總20xx-有514湖南省郵電管理局《蓄電池的使用和維護(hù)》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&

化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告11

　　無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)化學(xué)專業(yè)學(xué)生必不可少的一部分，不單是因?yàn)檫@是學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)必要的手段，更是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生自身的學(xué)術(shù)發(fā)展。在大一的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們學(xué)習(xí)了各種實(shí)驗(yàn)室操作和化學(xué)知識(shí)，同時(shí)還體驗(yàn)了當(dāng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了失誤和意外情況時(shí)需要應(yīng)對(duì)的正確方式。本文將介紹一些我們大一學(xué)生所完成的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括氫氧化鈉的制備、氫氧化銅的制備、氫氧化鐵的制備和大氣壓下制備氨氣。

　　氫氧化鈉的制備實(shí)驗(yàn)

　　氫氧化鈉是一種常見的化學(xué)試劑，可以用于醫(yī)療、日用品、糖皮質(zhì)激素的制備、洗滌劑等。它是一種白色固體粉末，常溫常壓下很難溶解于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，但能夠溶于大部分極性溶劑和水。我們的實(shí)驗(yàn)室實(shí)際上是從氧化鈉制備而來的，而且我們通過掌握化學(xué)原理、分析分離技能以及實(shí)驗(yàn)操作能力制備得到了各自稱職的標(biāo)準(zhǔn)樣品，其總結(jié)如下：

　　1.實(shí)驗(yàn)原理

　　氧化鈉和另一種酸或鹽可以制成氫氧化鈉。

　　Na2O + H2O → 2 NaOH

　　Na2O + CO2 → Na2CO3

　　2.實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

　　試管、玻璃棒、蒸餾水、輸入輸出板。

　　3.實(shí)驗(yàn)步驟

　　1)加入適量的氧化鈉即可轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉，制作一個(gè)pH值為正常范圍0.8~1.2的氫氧化鈉溶液

　　2)將試管內(nèi)加入1g的氧化鈉，并逐漸加入足量的蒸餾水并攪拌，檢測氫氧化鈉的溶液pH值直到達(dá)到正常范圍0.8~1.2

　　氫氧化銅的制備實(shí)驗(yàn)

　　氫氧化銅（Cu(OH)2）是一種淺綠色粉末，具有不穩(wěn)定性和良好的晶體結(jié)構(gòu)。一般作為銅鹽的先驅(qū)體使用，適用于合成金屬有機(jī)化合物、碳酸鈣上的顏色渲染等。對(duì)于制備氫氧化銅，我們主要采用以下原理和實(shí)驗(yàn)過程：

　　1.實(shí)驗(yàn)原理

　　銅(+2)離子在水中加入氫氧化物時(shí)，沉淀為淡綠色氫氧化銅。

　　Cu 2+ + 2OH- → Cu(OH)2

　　2.實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

　　選擇一種銅化合物或銅基鹽，例如硫酸銅或碳酸銅。

　　3.實(shí)驗(yàn)步驟

　　1)為了制備氫氧化銅，加入少量硝酸銅溶液，加入適量的氫氧化鈉。銅離子通過在底部沉積Cu(OH)2

　　2)將沉淀的Cu(OH)2轉(zhuǎn)移到玻璃濾布上同時(shí)進(jìn)行過濾

　　3)洗滌空氣干燥，將它放入干燥器中，最終獲得Cu(OH)2粉末

　　氫氧化鐵的制備實(shí)驗(yàn)

　　氫氧化鐵（Fe(OH)3）是一種重要的無機(jī)化合物，通常用來制備化學(xué)原料，例如氧化劑、電解劑和各種金屬鹽。它是一種棕色的顏色，分散在水中時(shí)呈現(xiàn)暗橙色或褐色，這是由于其物理結(jié)構(gòu)和光學(xué)反射性質(zhì)所引起的。我們的氫氧化鐵制備步驟如下：

　　1.實(shí)驗(yàn)原理

　　一般制備氫氧化鐵時(shí)，我們需要使用一些鹽酸或氫氧化物的化合物。

　　FeCl2 + 2 NaOH → Fe(OH)2 + 2 NaCl

　　Fe(OH)2 + 1/2O2 → Fe(OH)3

　　2.實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

　　鐵鹽，鹽酸，氫氧化鈉，pH計(jì)，輸送管等設(shè)備材料

　　3.實(shí)驗(yàn)步驟

　　1)將兩個(gè)不同反應(yīng)條件的鐵鹽溶液混合（例如Fe(NO3)3和FeCl3）并通過加入 NaOH 來調(diào)節(jié) pH 值。

　　2)將制成的混合液緩慢冒泡 1h。

　　3)通過使用輸送管進(jìn)行攪拌并過濾掉大顆粒的沉淀口。

　　4)將制成的混合液經(jīng)過烘干并使用氧化劑進(jìn)行處理

　　制備氨氣實(shí)驗(yàn)

　　氨氣（NH3）是一種無色，具有揮發(fā)性氣味的化學(xué)物質(zhì)，常用于工業(yè)，制藥業(yè)和肥料生產(chǎn)等領(lǐng)域。制備氨氣的方法是通過將氨水和氯化銨混合后將其氣化。具有揮發(fā)性的氨氣難以儲(chǔ)存，需要特殊的容器，但也是重要的實(shí)驗(yàn)藥劑。以下是我們完成制備氨氣實(shí)驗(yàn)的.步驟：

　　1.實(shí)驗(yàn)原理

　　通過將氯化銨和氨水混合，生成NH3和NaCl。

　　NH4Cl + NaOH → NaCl + H2O + NH3

　　2.實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

　　在線試管，氯化銨，氨水，玻璃棒，水浴等設(shè)備

　　3.實(shí)驗(yàn)步驟

　　1)將氨水加入盛有氯化銨的試管中，同時(shí)加入部分NaOH溶液

　　2) 在加熱條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)

　　3)通過直接從在線試管中引出氨氣進(jìn)行反應(yīng)

　　結(jié)論

　　無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)化學(xué)專業(yè)學(xué)生必須完成的一部分，通過堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)技能，獨(dú)立思考的能力，克服困難的勇氣，我們才能愈來愈接近要成為化學(xué)專業(yè)人士的目標(biāo)。本文所講述的實(shí)驗(yàn)是最基本，最普遍的實(shí)驗(yàn)之一，我們在實(shí)踐和探索中獲得了極大的成就感和收獲，為未來充實(shí)富有成果的學(xué)業(yè)鋪平了道路。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告12

　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

　　用已知濃度溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液）【本實(shí)驗(yàn)鹽酸為標(biāo)準(zhǔn)溶液】測定未知溶液（待測

　　溶液）濃度【本實(shí)驗(yàn)氫氧化鈉為待測溶液】

　　二、實(shí)驗(yàn)原理

　　在酸堿中和反應(yīng)中，使用一種的酸（或堿）溶液跟的堿（或酸）溶液完全中和，測出二者的，再根據(jù)化學(xué)方程式中酸和堿的物質(zhì)的量的比值，就可以計(jì)算出堿（或酸）溶液的濃度。計(jì)算公式：c（NaOH）？

　　c（HCl）？V（HCl）c（NaOH）？V（NaOH）

　　或c（HCl）？。

　　V（NaOH）V（HCl）

　　三、實(shí)驗(yàn)用品

　　酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、鐵架臺(tái)、滴定管夾、0、1000mol/L鹽酸（標(biāo)準(zhǔn)液）、未知濃度的NaOH溶液（待測液）、酚酞（變色范圍8、2~10）

　　1、酸和堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是。

　　2、酸堿中和滴定選用酚酞作指示劑，但其滴定終點(diǎn)的'變色點(diǎn)并不是pH=7，這樣對(duì)中和滴定終點(diǎn)的判斷有沒有影響？

　　3、滴定管和量筒讀數(shù)時(shí)有什么區(qū)別？

　　四、數(shù)據(jù)記錄與處理

　　五、問題討論

　　酸堿中和滴定的關(guān)鍵是什么？

化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告13