磁场中的电化学反应实验报告（精选3篇）
磁场中的电化学反应实验报告 篇1
一、前言
现有制造电池、蓄电池的原理是电化学反应。电极是不同种元素、不同种化合物构成，产生电流不需要磁场的参与。
目前有磁性材料作电极的铁镍蓄电池（注1），但铁镍蓄电池放电时没有外加磁场的参与。
通过数次实验证明，在磁场中是可以发生电化学反应的。本实验报告是研究电化学反应发生在磁场中，电极是用同种元素、同种化合物。
《磁场中的电化学反应》不同于燃料电池、磁流体发电。
二、实验方法和观察结果
1、所用器材及材料
（1）：长方形塑料容器一个。约长100毫米、宽40毫米、高50毫米。
（2）：磁体一块，上面有一根棉线，棉线是作为挂在墙上的钉子上用。还有铁氧体磁体Φ30x23毫米二块、稀土磁体Φ12x5毫米二块、稀土磁体Φ18x5毫米一块。
（3）：塑料瓶一个，内装硫酸亚铁，分析纯。
（4）：铁片两片。（对铁片要进行除锈处理，用砂纸除锈、或用刀片除锈、或用酸清洗。）用的罐头铁皮，长110毫米、宽20毫米。表面用砂纸处理。
2、电流表，0至200微安。
用微安表，由于要让指针能向左右移动，用表头上的调0螺丝将指针向右的方向调节一定位置。即通电前指针在50微安的位置作为0，或者不调节。
3、"磁场中的电化学反应"装置是直流电源，本实验由于要使用电流表，一般的电流表指针的偏转方向是按照电流流动方向来设计的，（也有随电流流动方向改变，电流表指针可以左右偏转的电流表。本实验报告示意图就是画的随电流流动方向改变，电流表指针可以向左或向右偏转的电流表）。因此本演示所讲的是电流流动方向，电流由"磁场中的电化学反应"装置的正极流向"磁场中的电化学反应"装置的负极，通过电流表指针的偏转方向，可以判断出"磁场中的电化学反应"装置的正极、负极。
4、手拿磁体，靠近塑料瓶，明显感到有吸引力，这是由于塑料瓶中装了硫酸亚铁，说明硫酸亚铁是铁磁性物质。
5、将塑料瓶中的硫酸亚铁倒一些在纸上，压碎硫酸亚铁晶体，用磁体靠近硫酸亚铁，这时有一部分硫酸亚铁被吸引在磁体上，进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。
6、将磁体用棉线挂在墙上一个钉子上让磁体悬空垂直不动，用装有硫酸亚铁的塑料瓶靠近磁体，当还未接触到悬空磁体时，可以看到悬空磁体已开始运动，此事更进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。（注：用另一个塑料瓶装入硫酸亚铁饱和溶液产生的现象同样）
7、通过步骤4、5、6我们得到这样的共识，硫酸亚铁是铁磁性物质。
8、将塑料瓶中的硫酸亚铁适量倒在烧杯中，加入蒸溜水溶解硫酸亚铁。可以用饱和的硫酸亚铁溶液，然后倒入一个长方形的塑料容器中。实验是用的饱和硫酸亚铁溶液。装入长方形容器中的液面高度为40毫米。
9、将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中，但要留大部分在溶液之上，以便用电流表测量电流。由于两个电极是用的同种金属铁，没有电流的产生。
10、然后，在塑料容器的外面，将铁氧体磁体放在某一片铁片的附近，让此铁片处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流，可以看到有电流的产生。（如果用单方向移动的电流表，注意电流表的正极应接在放磁体的那一端），测量出电流强度为70微安。为什么同种金属作电极在酸、碱、盐溶液中有电流的产生？电位差是怎样形成的？我是这样看这个问题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因此，在此铁片的表面吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的表面的带正电荷的铁离子的数量少于处在磁埸中的铁片的带正电荷的铁离子数量，这两片铁片之间有电位差的存在，当用导线接通时，电流由铁离子多的这一端流向铁离子少的那一端，（电子由铁离子少的那一端铁片即电源的负极流向铁离子多的那一端铁片即电源的正极）这样就有电流产生。可以用化学上氧化－还原反应定律来看这个问题。处在磁埸这一端的铁片的表面由于有大量带正电荷的铁离子聚集在表面，而没有处在磁埸的那一端的铁片的表面的带正电荷的铁离子数量没有处在磁埸中的一端多，当接通电路后，处在磁埸这一端的铁片表面上的铁离子得到电子（还原）变为铁原子沉淀在铁片表面，而没有处在磁埸那一端的铁片失去电子（氧化）变为铁离子进入硫酸亚铁溶液中。因为在外接的电流表显示，有电流的流动，可以证明有电子的转移，而电子流动方向是由电源的负极流向电源的正极，负极铁片上铁原子失去电子后，就变成了铁离子，进入了硫酸亚铁溶液中。下图所示。
11、确定"磁场中的电化学反应"的正、负极，确认正极是处在磁体的位置这一端。这是通过电流表指针移动方向来确定的。
12、改变电流表指针移动方向的实验，移动铁氧体磁体实验，将第10步骤中的磁体从某一片上移开（某一片铁片可以退磁处理，如放在交变磁埸中退磁，产生的电流要大一些）然后放到另一片铁片附近，同样有电流的产生，注意这时正极的位置发生了变化，电流表的指针移动方向产生了变化。
如果用稀土磁体，由于产生的电流强度较大，电流表就没有必要调整0为50毫安处。而用改变接线的方式来让电流表移动。
改变磁体位置：如果用磁体直接吸引铁片电极没有浸在液体中的部份的方式来改变磁体位置，铁片电极不退磁处理也行。
下图所示磁体位置改变，电流表指针偏转方向改变。证明电流流动方向改变，《磁场中电化学反应》成立。电流流动方向说明了磁体在电极的正极位置。
三、实验结果讨论
此演示实验产生的电流是微不足道的，我认为此演示的重点不在于产生电流的强度的大小，而重点是演示出产生电流流动的方向随磁体的位置变动而发生方向性的改变，这就是说此电源的正极是随磁体在电源的那一极而正极就在磁体的那一极。因此，可以证明，"磁场中的电化学反应"是成立的，此电化学反应是随磁体位置发生变化而产生的可逆的电化学反应。请特别注意"可逆"二字，这是本物理现象的重点所在。
通过磁场中的电化学反应证实：物理学上原电池的定律在恒定磁场中是不适用的（原电池两极是用不同种金属，而本实验两极是用相同的金属）。
通过磁场中的电化学反应证实：物理学上的洛仑兹力（洛伦兹力）定律应修正，洛仑兹力对磁性运动电荷是吸引力，而不是偏转力。并且洛仑兹力要做功。
通过实验证实，产生电流与磁场有关，电流流流动的方向与磁体的位置有关。电极的两极是用的同种金属，当负极消耗后又补充到正极，由于两极是同种金属，所以总体来说，电极没有发生消耗。这是与以往的电池的区别所在。而且，正极与负极可以随磁体位置的改变而改变，这也是与以往的电池区别所在。
《磁场中电化学反应》电源的正极与负极可以循环使用。
产生的电能大小所用的计算公式应是法拉弟电解定律，法拉第电解第一定律指出，在电解过程中，电极上析出产物的质量，和电解中通入电流的量成正比，法拉第电解第二定律指出：各电极上析出产物的量，与各该物质的当量成正比。法拉第常数是1克当量的任何物质产生（或所需）的电量为96493库仑。而移动磁体或移动电极所消耗的功应等于移动磁体或移动电极所用的力乘以移动磁体或移动电极的距离。
四、进一步实验的方向
1、在多大的铁片面积下，产生多大的电流？具体数字还要进一步实验，从目前实验来看，铁片面积及磁场强度大的条件下，产生的电流强度大。如铁片浸入硫酸亚铁溶液20毫米时要比浸入10毫米时的电流强度大。
2、产生电流与磁场有关，还要作进一步的定量实验及进一步的理论分析。如用稀土磁体比铁氧体磁体的电流强度大，在实验中，最大电流强度为200微安。可以超过200微安，由于电流表有限，没有让实验电流超过200微安。
3、产生的电流值随时间变化的曲线图A-T(电流-时间)，还要通过进一步实验画出。
4、电解液的浓度及用什么样电解液较好？还需进一步实验。
五、新学科
由于《磁场中的电化学反应》在书本及因特网上查不到现成的资料，可以说是一门新学科，因此，还需要进一步的实验验证。此文起抛砖引玉之用。我希望与有识之士共同进行进一步的实验。
我的观点是，一项新实验，需要不同的时间、不同的人、不同的地点重复实验成功才行。
参考文献
《蓄电池的使用和维护》一书中讲到碱性铁镍蓄电池的内容。
磁场中的电化学反应实验报告 篇2
实验名称：
盐溶液的酸碱性
实验目的：
探究不同种类盐溶液的酸碱性的联系与区别，找出产生其现象的原因。
实验仪器：
试管11支、不同测量范围的精密PH试纸、玻璃棒、表面皿
实验药品：
待测试剂(C=1mol/L)11种：NaCl、KNO3、NaSO4、Na2CO3、Na2S、CH3COONa、NH4Cl、(NH4)2SO4、Al2(SO4)3、FeCl3、Cu(NO3)2
酸碱指示剂：
甲基橙、酚酞、石蕊
实验过程：
一、测强酸强碱盐溶液的PH
待测试剂1：NaCl
实验步骤：用精密PH试纸测得PH=6.4
实验现象：
待测试剂2:KNO3
实验步骤：用精密PH试纸测得PH=6.4
实验现象：
待测试剂3:NaSO4
实验步骤：用精密PH试纸测得PH=6.7
实验现象：
二、测强碱弱酸盐溶液的PH
待测试剂4:Na2CO3
实验步骤：Na2CO3溶液中滴加酚酞，显深红色;用精密PH试纸测得PH=14
实验现象：
待测试剂5:CH3COONa
实验步骤：CH3COONa溶液中滴加酚酞，显淡红色;用精密PH试纸测得PH=9
实验现象：
待测试剂6:Na2S
实验步骤：Na2S溶液中滴加酚酞，显深红色;用精密PH试纸测得PH=14
实验现象：
三、测强酸弱碱盐的PH
待测试剂7:NH4Cl
实验步骤：NH4Cl溶液中滴加石蕊试液，显淡紫色;用精密PH试纸测得PH=7
实验现象：
待测试剂8:(NH4)2SO4
实验步骤：(NH4)2SO4溶液中滴加石蕊试液，显红色;用精密PH试纸测得PH=3.5
实验现象：
待测试剂9:Al2(SO4)3
实验步骤：Al2(SO4)3溶液中滴加石蕊试液，显深红色;用精密PH试纸测得PH=2
实验现象：
待测试剂10:FeCl3
实验步骤：FeCl3溶液中滴加甲基橙，显红色;用精密PH试纸测得PH=1
实验现象：
待测试剂11:Cu(NO3)2
实验步骤：Cu(NO3)2溶液中滴加甲基橙，显深红色;用精密PH试纸测得PH=1.5
实验现象：
实验结论：(注：本实验中所有PH均按室温25℃情况下测得)
盐的种类化学式PH酸碱性
强酸强碱盐NaCl6.4弱酸性
KNO36.4
NaSO46.7
强碱弱酸盐Na2CO314碱性
Na2S14
CH3COONa9
强酸弱碱盐NH4Cl7中性
(NH4)2SO43.5酸性
Al2(SO4)32
FeCl31
Cu(NO3)21.5
从上表可推知:强酸强碱盐溶液显弱酸性;强碱弱酸盐溶液显碱性;强酸弱碱盐溶液大部分显酸性。
实验反思：
1、不同类型盐溶液酸碱性不同的原因：发生了水解。e.g.
①强酸弱碱盐溶液:NH4Cl溶液的水解:NH4++H2O→NH3H2O+H+。使得C(H+)>C(OH—)，因此溶液显酸性。
②强碱弱酸盐溶液：CH3COONa溶液的水解：CH3COO—+H2O→CH3COO+OH—。使得C(H+)
③强酸强碱盐溶液显中性是因为没有发生水解，C(H+)=C(OH—)，PH=7(25℃)
2、经对照书本提供的实验结果：
“强酸强碱盐溶液显中性;强碱弱酸盐溶液显碱性;强酸弱碱盐溶液显酸性。”则此实验存在误差：
a.强酸强碱盐溶液显弱酸性的误差。分析其原因：由于配制溶液的水并不完全是纯净水，而是经过氯气消毒的水，因而其中含有微量的H+，离子方程式Cl2+H2O==2H++Cl-+ClO-
b.强酸弱碱盐溶液(NH4Cl)显中性的误差。分析其原因：
①配置溶液浓度偏小，结果不准确;
②不在PH试纸测量范围之内，使其不能准确测得PH。
3、同种类型，离子组成不同的盐，其溶液虽然酸碱性一致，但具体的PH还是有差别的(除显中性的强酸强碱盐溶液)。分析其原因：PH受该盐水解后生成的弱电解质的酸碱度有关。对于强酸弱碱盐溶液，水解后生成的弱碱的碱性越弱，越难电离，C(OH—)越小，因而C(H+)越大，酸性越强;对于强碱弱酸盐溶液，水解后生成的弱酸的酸性越弱，越难电离，C(H+)越小，因而C(OH—)越大，酸性越强。
4、实验时，先用酸碱指示剂大致估计酸碱性，再用精密PH试纸测量的原因：各种不同的精密PH试纸有不同的测量范围，必须在其测量范围之内才能较准确的测出溶液的PH。
5、在测Cu(NO3)2、FeCl3酸碱性的时候，向其中滴加的是甲基橙而最好不用石蕊的原因：
①石蕊的酸碱测量范围较广，在一定程度上扩大了测量的误差，而甲基橙的范围小，且由理论分析可知Cu(NO3)2、FeCl3的PH也在其测量范围之内，因此可以减小误差。
②FeCl3是黄色溶液，Cu(NO3)2是蓝色溶液，加入紫色石蕊后显示出来的颜色可能不能准确反映其酸碱性。
P.S.有这么多试剂用来做实验还是少见的，所以我发挥主观能动性，随便做了几个小实验。
磁场中的电化学反应实验报告 篇3
（以草酸中H2C2O4含量的测定为例）
实验题目：
草酸中H2C2O4含量的测定
实验目的：
学习NaOH标准溶液的配制、标定及有关仪器的使用；
学习碱式滴定管的使用，练习滴定操作。
实验原理：
H2C2O4为有机弱酸，其Ka1=×10—2，Ka2=×10—5、常量组分分析时cKa1>10—8，cKa2>10—8，Ka1/Ka210-8，cka2>10-8，ka1/ka2<105，可在水溶液中一次性滴定其两步离解的h+：
h2c2o4+2naoh===na2c2o4+2h2o
计量点ph值8.4左右，可用酚酞为指示剂。
naoh标准溶液采用间接配制法获得，以邻苯二甲酸氢钾标定：
-cook
-cooh
+naoh===
-cook
-coona
+h2o
此反应计量点ph值9.1左右，同样可用酚酞为指示剂。
实验方法：
一、naoh标准溶液的配制与标定
用台式天平称取naoh1g于100ml烧杯中，加50ml蒸馏水，搅拌使其溶解。移入500ml试剂瓶中，再加200ml蒸馏水，摇匀。
准确称取0.4~0.5g邻苯二甲酸氢钾三份，分别置于250ml锥形瓶中，加20~30ml蒸馏水溶解，再加1~2滴0.2%酚酞指示剂，用naoh标准溶液滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色即为终点。
二、h2c2o4含量测定
准确称取0.5g左右草酸试样，置于小烧杯中，加20ml蒸馏水溶解，然后定量地转入100ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
用20ml移液管移取试样溶液于锥形瓶中，加酚酞指示剂1~2滴，用naoh标准溶液滴定至溶液呈微红色，半分钟不褪色即为终点。平行做三次。
实验数据记录与处理：
一、naoh标准溶液的标定
实验编号123备注
mkhc8h4o4/g始读数
终读数
结果
vnaoh/ml始读数
终读数
结果
cnaoh/mol·l-1
naoh/mol·l-1
结果的相对平均偏差
二、h2c2o4含量测定
实验编号123备注
cnaoh/mol·l-1
m样/g
v样/ml20.0020.0020.00
vnaoh/ml始读数
终读数
结果
ωh2c2o4
h2c2o4
结果的相对平均偏差