电学与化学有什么关系？

人们可以用很多种方法使物体带电，不论用哪种方法，本质上都是使物体中原有的正电荷与负电荷发生分离和转移。但是，方法不同，物体带电的情况也不同。比如，用摩擦方法可以使物体带电，并且可以把电贮存在莱顿瓶，但这种电放电时只能产生瞬息的电流，实用价值不大。而用化学方法产生的电，却有很大的价值，对人类的生活起了很大的作用。我们来看看电能与化学能的相互关系，它们之间是怎样转化的。

一、化学能转化为电能

化学能转化为电能的常见装置是化学电池，它能够产生稳定的电流。最古老的电池是19世纪初意大利物理学家伏打制作的，所以叫“伏打电堆”、或“伏打电池”。

伏打电池是怎样把化学能转变为电能的呢？下面的小实验可以说明：

把一块铜片和一片锌片，浸在稀硫酸溶液里，分别用导线与用电器（小灯泡）连接起来。由于稀硫酸对铜片与锌片的化学作用，“生性活泼”的锌就容易失去电子，锌板失去部分电子后，它和铜板之间产生了电位差（电压）。用导线把两个极板连接起来后，在电压的作用下，电子就由锌板通过导线流向铜板，形成了电流。你们知道，电子流动的方向和电流的方向相反，所以，按电流的方向说，是电流由作为正极（聚集正电荷）的铜片流出，经过导线和小灯泡，流回作为负极（聚集负电荷）的锌片。

根据这个道理，人们制成了各种化学电池——干电池、铅蓄电池等等。干电池用上一定时间后就不能再用了，必须更换新的，所以叫一次电池或原电池。而铅蓄电池则可以多次充电重复使用。铅蓄电池是把许多块铅板放在稀硫酸里制成的，铅板分为两组，一组是正极，另一组是负极。充电时把电能转变成化学能，储蓄在蓄电池里；放电（向外供电）时则把储蓄的化学能转变为电能。

二、电能转化为化学能

如果让你在一块铜板（或锌板、银板）上刻出花草虫禽，或者刻几句话、几个字，该怎么办呢？用刀刻太费劲了，有没有其他办法呢？在揭开谜底之前，先看下面的两个实验：

把两根废电池的炭心，插入盛有硫酸铜溶液的杯中作为电极，然后接上3伏的电池。过一段时间就会看到连接电池负极的炭心表面出现了铜。把一根光洁的铁钉和一块铜板吊挂在盛有饱和硫酸铜溶液的容器中，接上3伏的电池，铁钉接负极，铜片接正极。过一段时间看，铁钉表面出现了铜，而铜板却腐蚀掉一些。

这两个实验的化学变化过程是：硫酸铜在水里被离解成了铜离子和硫酸根离子。铜离子带正电就向接负极的铁钉转移，从铁钉那里得到了电子，还原为铜原子，并附在铁钉上。硫酸根离子带负电则向接正极的铜片移动，使铜原子转化为铜离子，补充到溶液中去。这个变化是在电流的作用下完成的，这就是电镀的原理。

应用上面实验的原理可以轻松地在铜板上画画写字：先在洁净的铜板表面上沾一层薄薄的蜡，然后用铁笔和铁钉在沾蜡的铜板上，刻出花草虫禽，或刻几句话几个字。需要注意的是，一定要把刻迹处的蜡层去除干净，露出铜质来。再把铜板作为正极，用上面实验中的方法去做。结果是，没有蜡层的刻迹处的铜被转移走了，铜板上留下了痕迹，而有蜡层的铜板处依然存在。这就是电的化学效应。