時間：2023-05-30 09:46:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電解飽和食鹽水，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：食鹽水；電解；裝置
文章編號：1008-0546（2012）07-0095-01
中圖分類號：G633．8
文獻標識碼：B
doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．07．044
一、問題的提出
美國教育家戴爾在1946年所著的《視聽教學法》一書中提出的著名的“經驗之塔”成為至今仍為沿用的視聽教學的理論基礎。戴爾認為，“人們學習知識，一是由自己的直接經驗獲得，二是通過間接經驗獲得，當學習由直接到間接、由具體到抽象時，獲得知識和技能就比較容易?！睂嶒灋閷W生的直接體驗提供一個很好的平臺，學生直接參與實驗，能清楚的看、聽、嘗、摸和嗅到實驗現(xiàn)象，在此基礎上，才能有效地參與更加抽象的學習活動。因此必須確保實驗的成功，才能有效地發(fā)揮實驗的功能。
二、教材實驗分析
下面我們先共同探討教材實驗，在蘇教版中學化學教材《化學1》中，演示電解飽和食鹽水的實驗裝置如圖：
電解飽和食鹽水的實驗操作是：接通電源通電一段時間后，用小試管套在a管上收集U形管左端產生的氣體，檢驗收集的氣體；用一支小試管采取向上排空氣法收集從b管導出的氣體，觀察收集到的氣體的顏色；關閉電源，打開U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色。按照課本方案，優(yōu)點是裝置簡單、操作方便，但實驗結果通常只能看到——很難明顯看到有黃綠色氣體生成，且氯氣檢驗的操作不方便，氯氣容易溢出進而污染空氣危害師生身體健康，不利于培養(yǎng)學生的環(huán)境保護意識。如果按如圖裝置在U型管里進行實驗，陰陽離子在兩極之間遷移距離過長，造成整個電路的電阻較大，電解產生的氣流速率較慢；由此可以看到按教材做法實驗效果不佳，因此尋求更有效的實驗方案對于我們教師是必須的。
三、改進裝置分析
同一個實驗可以有多種實驗方法，我們根據(jù)教學目的、設備條件、實驗效果，選擇最優(yōu)一種。對實驗方案進行調節(jié)的目的，就是要探討那些能產生更優(yōu)的化學實驗效果的實驗方法，為了突出鮮明的實驗現(xiàn)象，便于學生觀察，易于吸引學生的注意力，加深學生對知識點的認識，調動學生學習化學知識的興趣，拓展學生的思維。針對教材實驗存在的問題，通過查閱資料，我們設計了下面的方法進行實驗取得了理想的教學效果。
1.實驗裝置
兩個雙孔橡皮塞分別插入連接導線的石墨棒和導管，用T形管和乳膠管連接導管和長頸漏斗，一個玻璃管安裝帶活塞的尖嘴管，另一個玻璃管安裝分液漏斗，將儀器固定在鐵架臺上，裝置如圖。
2.實驗方法
實驗時在兩個玻璃管中裝滿飽和食鹽水，帶尖嘴管一邊的導線與電源的負極連接，帶分液漏斗一邊的導線與電源的正極連接，接通電源后觀察兩極和溶液內部顏色變化的現(xiàn)象。兩極產生的氣體儲存在玻璃管中，液體則被壓入到長頸漏斗中，當兩玻璃管中的液面下降到一定程度時，斷開電源，觀察兩極生成氣體的顏色。然后打開尖嘴上的活塞點燃產生的氣體，火焰呈藍色，火焰上方罩上一只干冷的燒杯，燒杯內壁有液滴生成，說明陰極產生的氣體是H2，關閉尖嘴上的活塞后，在分液漏斗中放入濕潤的淀粉碘化鉀試紙，并蓋好塞子，再略旋開分液漏斗的活塞，將生成的氣體（少量）壓入分液漏斗并立即關閉分液漏斗上的活塞，可以觀察到分液漏斗中濕潤的淀粉碘化鉀試紙由白色變藍色，說明陽極產生的氣體是Cl2一段時間后溶液紅色逐漸消失，氯氣消除。
3.實驗反思
在遵循教材實驗設計的基礎上，實驗裝置改進后的優(yōu)點：
（1）實驗裝置簡單、操作很方便，易于清洗，實驗現(xiàn)象明顯，適用于學生分組實驗。
（2）該實驗內部含有有毒氣體處理裝置，能利用實驗自身產生的氫氧化鈉溶液和氯氣相互反應，消除多余的氯氣，避免實驗過程中氯氣對空氣的污染。
（3）通過氫氣的點燃，實驗現(xiàn)象鮮明生動，有利于激發(fā)學生學習化學的積極性。
1、電解飽和食鹽水陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應得到氯氣，電解反應2Cl--2e-=Cl2，陰極上氫離子得到電子生成氫氣，電解反應為2H++2e-=H2，總反應為2NaCl+2H2O==通電==2NaOH+Cl2+H2。
2、電解食鹽水是一個實驗，實驗結果為：通電后，食鹽水中的氯化鈉（NaCl）與水（H2O）發(fā)生電離，分別在陰極與陽極生成氫氣（H2）與氯氣（Cl2）。剩下的氫氧根離子與鈉離子結合生成氫氧化鈉（NaOH）。
3、工業(yè)上常用電解食鹽水制取氫氧化鈉。由于氯離子或氯氣與氫氧化鈉溶液接觸會生成氯化鈉和次氯酸鈉（NaClO），工業(yè)制氫氧化鈉使用特殊構造的、帶有離子交換膜（不允許帶負電的氯離子或氯氣通過）的電解槽隔絕氯離子或氯氣與氫氧化鈉。
4、電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發(fā)生化學反應，如NaOH溶液和Cl2或Cl離子接觸會生成NaClO與NaCl，H?和Cl?混合遇火或光照能發(fā)生爆炸。在工業(yè)生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊構造的、帶有離子交換膜（不允許帶負電的氯離子或氯氣通過）的電解槽中進行。
（來源：文章屋網 ）
1利用動畫模擬認識電解熔融氯化鈉的有關知識，進而學習電解基本原理
［交流?研討］―初識電解
工業(yè)上可以用電解熔融氯化鈉的方法生產金屬鈉，右圖為該法的裝置示意圖。容器中盛有熔融的氯化鈉，兩側均插入石墨片作為電極，兩個電極分別與電源的正極和負極相連。
［引導討論］
1.接通電源前，熔融的氯化鈉中有哪些離子？這些離子的運動情況怎樣？
2.接通電源后，熔融氯化鈉中Na+和Cl-各向哪個方向移動？
3.接通電源后，外電路上的電流方向怎樣？
4.移動到兩電極表面的Na+和Cl-將怎樣變化？
［微觀模擬］
由于我們實驗室無條件做這個實驗，我們借助于多媒體動畫來模擬上述四個微觀動作。注意：使用平面圖，可以不展示工業(yè)生產的裝置，簡單的學習基本的原理，這樣便于接受。
［學生活動］觀察模擬后，小組討論，然后派代表匯報討論結果。
1.通電前，氯化鈉在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離，生成自由移動的鈉離子和氯離子，此時鈉離子和氯離子做雜亂無章的熱運動。通電后，在電場的作用下，鈉離子和氯離子作定向移動，其中鈉離子移向a極(與電源負極相連的電極)，氯離子移向b極(與電源正極相連的電極)。
2.在閉合回路中，電流從電源的正極流向負極，而電子從電源的負極流向正極。因此，在整個電解裝置中，電子從電源的負極流向a極，Na+在a極得電子，發(fā)生還原反應；電子從b極流向電源的正極，Cl-在b極失去電子，發(fā)生氧化反應。因此，在a極，鈉離子得電子生成金屬：Na++e-Na；在b極，氯離子失電子被氧化為氯原子，兩個氯原子結合成Cl2：2Cl-Cl2+2e-。
［教師活動］展示電解熔融氯化鈉，分析用幻燈片，由學生填寫，加深記憶。進而師生共同總結歸納電解原理。
2活動探究和動畫模擬相結合學習電解氯化銅溶液，研究離子的放電順序
［活動探究］如右圖所示，在U型管中用惰性電極(石墨)電解氯化銅溶液。用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗陽極生成的產物。
［激疑］請大家在進行實驗前思考下列問題：
1.接通電源前，CuCl2溶液中有哪些離子？
2.接通電源后，CuCl2溶液中的這些離子在電場的作用下分別向哪個電極移動？
3.這些離子在電極上可能發(fā)生什么反應？請寫出相應的電極反應式。
［學生活動］討論，分析，預測并解答問題
1.在氯化銅溶液中，氯化銅會發(fā)生電離，生成銅離子和氯離子，水也會發(fā)生微弱的電離生成氫離子和氫氧根離子。在電場的作用下，銅離子和氫離子向陰極移動，氯離子和氫氧根離子向陽極移動。
2.在陰極可能發(fā)生如下反應：Cu2++2e-Cu、2H++2e-H2
在陽極可能發(fā)生如下反應：2Cl-Cl2+2e-、4OH-2H2O+O2+4e-(OH-的放電，學生書寫可能有難度，應加以指導)
［引導］請學生根據(jù)可能發(fā)生的電極反應式，推測實驗可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，然后分組進行實驗，有目的地去觀察實驗現(xiàn)象。
［學生活動］分組進行電解氯化銅的實驗，用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗陽極生成的產物。
觀察實驗現(xiàn)象，在此基礎上得出實驗結論。
實驗現(xiàn)象：陰極的石墨棒上有紅色的銅析出，陽極石墨棒附近的濕潤淀粉碘化鉀試紙變藍。
實驗結論：在陰極，銅離子發(fā)生反應的能力強于氫離子，生成了銅單質；在陽極，氯離子發(fā)生反應的能力強于氫氧根離子，生成了氯氣。
［微觀模擬］為了幫助學生加深對這個反應的認識，我們從微觀離子的角度再觀察一遍，進行電腦動畫模擬過程。
［思考］從剛才對實驗現(xiàn)象和預測現(xiàn)象的對比，我們發(fā)現(xiàn)了一個問題，當一個電極周圍存在多種可能放電的離子時，不是大家共同放電，而往往只有一種離子放電？你認為放電能力與什么因素有關？(物質在電解池的陰、陽兩極發(fā)生反應的過程叫放電。)
發(fā)現(xiàn)問題，激疑，使學生學習情緒持續(xù)高張。
［學會討論后總結］物質在陰極發(fā)生反應，本質上是得電子，發(fā)生還原反應的過程，因此，物質的氧化性越強，越易發(fā)生反應，如銅離子的氧化性強于氫離子，因此放電能力為Cu2+>H+。物質在陽極發(fā)生反應，本質上是失電子，發(fā)生氧化反應的過程，因此物質的還原性越強，越易發(fā)生反應，如氯離子的還原性強于氫氧根離子，因此放電能力為Cl->OH-。
目的：學生預測現(xiàn)象和實驗真實現(xiàn)象的鮮明對比會激發(fā)學生學習的興趣和熱情，這正是突破思維鈍點的好時機，教師要善于抓住學習中出現(xiàn)的細小機會，使學生綜合能力得到訓練和提高。
3巧用動畫模擬突破陰極產物判斷的教學難點，探究電解飽和食鹽水
［活動探究］用石墨電極電解飽和食鹽水。
按右圖所示安裝儀器，電極材料為石墨，電解質溶液為加有酚酞的飽和食鹽水。
1.接通電源，觀察電極表面出現(xiàn)的現(xiàn)象，根據(jù)你已學的化學知識，設法檢驗兩極附近溶液的變化并判斷氣體產物。
2.判斷陰極和陽極，寫出電極反應式和電解反應的化學方程式。
電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎，氯堿工業(yè)的產品―燒堿和氯氣是應用很廣的重要化工原料。在實驗前請大家交流討論下列問題：
1.請你分析飽和食鹽水中可能存在哪些離子，在電場中它們的移動方向如何，可能發(fā)生的電極反應是什么？
2.分別寫出陰極和陽極的電極反應式。
［學生討論分析］1.Na+、H+移向陰極，Cl-、OH-移向陽極，由得失電子順序，可知陰極反應為：2H++2e-H2，陽極反應為：2Cl-Cl2+2e-。
［學生活動］預測現(xiàn)象。
教師應注意引導學生從OH-的來源和離子的移動方向進行雙向分析。
第一種可能：陰極區(qū)有無色無味的氣體；陽極區(qū)溶液變紅色，陽極區(qū)有黃綠色的氣體生成，且生成的氣體可以使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{。
第二種可能：陰極區(qū)有無色無味的氣體，且陰極區(qū)溶液變紅色；陽極區(qū)有黃綠色的氣體生成，且生成的氣體可以使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{。
注意：大部分學生會認為第一種可能是正確的，教師要有效的抓住時機激發(fā)學生學習的興趣。
［學生活動］動手實驗和交流分析現(xiàn)象。
展示現(xiàn)象：陰極區(qū)有無色無味的氣體，且陰極區(qū)溶液變紅色；陽極區(qū)有黃綠色的氣體生成，且生成的氣體可以以使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{。
結論：有NaOH、H2和氯氣生成。
［追問］第二種預測是正確的，為什么呢？
離子交換膜法電解原理示意圖
此處進行動畫模擬，然后由學生分析，進而進行師生總結。
［師生總結］在飽和食鹽水中，陽離子Na+和水電離出的H+移向陰極，H+在陰極上發(fā)生還原反應：2H++2e-H2；而陰離子Cl-和水電離出的OH-移向陰極，Cl-在陽極上發(fā)生氧化反應：2Cl-Cl2+2e-。在電解過程中，由于陰極區(qū)H+濃度變小，水的電離平衡向生成H+和OH-的方向移動，隨著H+不斷變?yōu)闅湓硬⒆罱K形成氫氣逸出 ， 使陰極區(qū)溶液中的OH-越來越多。如果設法用隔膜阻止OH-移向陽極，則氫氧化鈉可以在陰極附近的溶液中富集，由陰極溶液可以得到燒堿，這就是電解食鹽水制備燒堿的原理。電解食鹽水還可以得到另外兩種重要的化工產品――氯氣和氫氣。
電解食鹽水的總反應為：2NaCl+2H2O
2NaOH+H2+Cl2
［設疑］在實際電解飽和食鹽水時，電解池的陰極區(qū)和陽極區(qū)用陽離子交換膜隔開，使得陰極區(qū)的OH-不能進入陽極區(qū)。電解飽和食鹽水時為什么要阻止陰極區(qū)的OH-進入陽極區(qū)？
［學生討論后小結］電解過程中，在電場的作用下，陽離子向陰極移動，而陰離子向陽極移動。由于在陽極氯離子失去電子生成氯氣，若不采取措施，氫氧根離子會向陽極移動，從而與氯氣發(fā)生反應，既減少了氯氣的產量，又會使得到氫氧化鈉不純。因此，必須阻止氫氧根離子向陽極移動。
［教師進一步闡釋］目前，常用的隔膜有石棉隔膜和陽離子交換膜。石棉隔膜能阻止氣體通過，但允許水分子及離子通過。由于氫氧根離子能透過隔膜，因此氯氣會與氫氧根發(fā)生反應，導致制得的氫氧化鈉不純。而陽離子交換膜只允許陽離子通過，而不允許陰離子及氣體通過，也就是說，只允許鈉離子通過，氯離子、氫氧根離子和氫氣、氯氣都不能通過。這樣既可以防止陰極產生的氫氣與陽極產生的氯氣相混合在一定條件下引起爆炸，又能避免氯氣與氫氧化鈉作用生成次氯酸鈉而影響燒堿的質量。
浩瀚的海洋是巨大的資源寶庫，它不僅孕育了生命，還有豐富的礦產。地球上的海水總體積約有137億立方千米，已知其中含有80多種元素，可供提取利用的有50多種，是寶貴的化學資源。在高中化學必修2和選修4、選修2中均涉及海水資源的內容，就中學教材而言，需要學生從高中課本中理解以下知識。
一、海水淡化
地球上的水量雖然很大，但是97%是海水，淡水資源僅占水資源總量的3%，而且分布不均勻，有的地方淡水資源極為缺乏。海水淡化能解決一部分地區(qū)的淡水危機，將海水轉變成淡水技術在中學化學中講到兩種方法。
（一）蒸餾法
蒸餾法是通過加熱海水使之沸騰汽化，讓鹽留在圓底燒瓶里，水蒸汽冷凝成淡水的方法。
（二）電滲析法
電滲析法是利用電場的作用，強行將離子（Na+ Cl-）向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而制得淡水的。
1. 從海水中提取鹽。將海水引入到海灘上的鹽田里，利用日光和風力逐漸使水蒸發(fā)，慢慢濃縮，使食鹽呈結晶析出，剩下的鹽鹵中有氯化鉀、氯化鎂，還含有少量氯化鈉，可利用三種物質溶解度的不同將它們分離開來。
2. 食鹽資源的利用。工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a一系列化工產品，稱為氯堿工業(yè)。電解時溶液中的H+比Na+容易得到電子，因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子，并結合成氫分子囊跫放出，即陰極反應為2H++2e-=H2（還原反應）；溶液中的Cl-比OH-容易失去電子，因而Cl-不斷地從陽極失去電子被氧化為Cl2，即陽極反應為2Cl--2e-=Cl2（氧化反應）。在上述反應中，H+是由水的電離生成的，由于H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出，破壞了附近的水的電離平衡，水分子繼續(xù)電離出H+和OH-，H+又不斷得到電子變成H2，結果在陰極區(qū)溶液里OH-的濃度相對地增大，使酚酞試液變紅。因此，電解飽和食鹽水的總反應可以表示為：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2。工業(yè)上利用這一反應原理，制取燒堿、氯氣和氫氣。在上面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發(fā)生化學反應，如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO等，H2和Cl2混合遇火能發(fā)生爆炸，所以在工業(yè)生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊的電解槽中進行（如圖所示）。
二、從海水提取溴
從海水中提取Br2約占世界溴產量的1/3，常見的溴水提取技術叫吹出法.用Cl2置換出海水中的Br-，利用Br2的揮發(fā)性特強用熱空氣或水蒸氣吹出溴蒸氣，最后冷凝得液溴，中間過程用SO2與Br2反應的目的是富集溴，其過程如下。
三、從海水提取重水（D2O）
關鍵詞 信息素養(yǎng) 化學教學 新課程改革
中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A
課標“過程與方法”目標對學生有兩個要求：一是掌握化學學習的方法和培養(yǎng)自主學習的能力，即運用多種手段獲取信息并對信息進行加工；二是認識科學探究的方法和培養(yǎng)問題意識。新課標的高考試題特別強調考查學生的信息素養(yǎng)，特別重視考生獲取與加工信息的能力。所以培養(yǎng)學生良好的信息素養(yǎng)，既是高考的要求，更是人才培養(yǎng)的要求。下面，筆者結合高一化學氯氣的生產原理及性質教學，談一點粗淺的看法。
1 提高學生的信息意識的基本途徑
1.1 用好化學課程信息化資源，培養(yǎng)學生信息意識
新課程改革背景下的中學化學教學，是一種基于資源的教學。在我們新課程化學教材中設置了大量的“化學史話”，“實驗探究”等欄目， 無疑，這些都是培養(yǎng)學生信息意識的很好的資源。例如本節(jié)課氯氣的發(fā)現(xiàn)史，1774年，瑞典化學家舍勒在研究軟錳礦時，把濃鹽酸與軟錳礦混合在一起加熱，意外地發(fā)現(xiàn)生成了一種黃綠色的氣體，并對它進行了研究，從而導致氯氣及其性質的發(fā)現(xiàn)。1810年英國化學家戴維在此基礎上進一步研究氯氣的性質并確定了元素組成。其實，科學工作者在做某個項目研究前就兩個將問題必須弄明白：一是前人對這個問題研究到什么程度？做過哪些有益的實驗？有哪些可借鑒的數(shù)據(jù)和結論？二是已公開的數(shù)據(jù)可靠性如何？一些數(shù)據(jù)有沒有爭議？有哪些問題屬于空白？還有無研究的價值？這些都是最基本的信息檢索能力。這樣在教學中我們充分借助這些教學資源，有意識地向學生灌輸信息意識，并引導學生認識利用信息資源的重要性，自然也增強了學生的信息意識。
1.2 利用教師自身信息資源，培養(yǎng)學生信息意識
教師的信息素養(yǎng)狀況對學生的信息意識的啟發(fā)和學習熱情有直接的影響，假如我們的老師上課只是照本宣科，研究問題時只是閉門造車，并不知道查一查該問題國內外的研究水平和發(fā)展趨勢等，很難想象這不會給學生造成負面影響。如氯氣的生產原理這一節(jié)講到食鹽的用途時，可以將食鹽在生活中的妙用向學生介紹，講到氯氣的性質時，可以介紹第一次世界大戰(zhàn)時氯氣被當成化學武器進行殺人等情境。在教學中，教師盡量做到每一堂化學課都有新的信息帶給學生。這樣，我們的化學課堂教學知識背景新穎，信息量大，充滿新時代的氣息，學生的學習興趣和獲取知識的欲望就會高漲，同時這種教師個人信息素養(yǎng)的展示可以很好地誘導學生信息意識的產生與強化。
2 提高學生的獲取信息能力的主要方法
2.1 在實驗教學中收集信息
課標教材在探究實驗、問題討論等方面為師生搭建了一個平臺，課堂不再是學生復制知識的加工廠，師生大顯身手的前提是知己（學情）知彼（知識結構），才能設計出合理的問題情景，達到“在問題中探究，在探究中學習”的教學目的。氯氣的生產原理——電解飽和食鹽水實驗的教學時，我首先對比電解水和電解飽和食鹽水的實驗現(xiàn)象，然后引發(fā)問題：觀察到什么現(xiàn)象？預測分析兩電極上產生的氣體可能是什么物質？（引導：學生從元素守恒角度分析）如何用實驗來確認？你需要哪些信息？假如溶液中Cl-全部轉化為Cl2逸出，此時溶液中大量存在的溶質微粒是什么？采用什么樣的實驗可證明電解液的堿性是電解產生的，還是溶液原來就具有的？通過問題組展開教學，引導學生觀察并記錄實驗現(xiàn)象，從實驗中獲取第一手信息。較好地解決了部分同學動手能力弱，實驗時畏畏縮縮，實驗操作不規(guī)范，實驗速度太慢等問題。
2.省略.省略/u/vw/6034742）。鏡頭三：游泳池氯氣“可怕的毒藥水”（鏈）以真實事故為背景，引起學生強烈的求知欲，再及時追問 “從上面的材料中你能知道氯氣到底是怎樣一種物質，它具有怎樣的物理、化學性質？為什么它能使人民生命財產造成如此大的損失？”學生學習興趣高漲，或思考，或交流，不由自主地投入了學習。
2.3 通過調查研究獲得信息
化學教學中多途徑地滲透信息教育因素，這也正是新課程標準中設置大量“查閱”與“調查”的目的。對本節(jié)“查閱有關資料，了解人們是如何從海水中獲得氯化鈉和使用氯化鈉的，將有關的情況與同學交流討論”欄目，教師課前讓學生通過網絡引擎搜索或通過調查、交談、書籍、報紙等多種途徑去查閱相關內容，將獲得的信息在課堂中交流匯報。讓他們在查閱中提高資料的檢索技能和信息提取能力；在交流匯報中，提高信息的表達水平。
3 加強學生的利用信息能力的研究
在組織對“氯氣的實驗室制取”的學習時，為幫助學生加強對氣體制備裝置的了解，形成氣體制備的一般思路，可設置如下片段：在氯氣的性質學習之前，要用實驗證明氯氣的存在有一定困難，為此教師通過“信息卡”向學生提供氯氣的相關知識“氯氣是一種黃綠色有毒氣體，有刺激性氣味，密度比空氣大，能溶于水，難溶于飽和食鹽水，易與氫氧化鈉溶液反應，不易燃燒?！?然后將氯氣的制備裝置分為發(fā)生、凈化、收集、尾氣處理四部分，每部分提供幾種裝置以供選擇，讓學生根據(jù)所給的信息，進行適度的分析歸納、概括比較等信息處理，通過交流、討論、探究這四類裝置，再組合成完整的實驗裝置，使其形成氣體制備的一般思路。這樣通過信息的獲取，應用，并從不同角度，不同層次進行推敲、驗證，學生對氣體制備裝置選擇的理解會更加深刻。
在教學中，教師可多設置開放性、探究性的問題，進行從多個角度分析同一問題方面的訓練，讓學生在別人傳達的信息中尋找啟迪，學會分析、比較、和評判。例如：在氯氣的性質的教學中，為活躍氣氛，加深理解，我說，本節(jié)教材中有四種含“氯”的物質，即氯水、液氯，新制氯水與久置氯水，易混易錯，若分不清楚只能望“題”興嘆。請大家討論三個問題：氯水與液氯是不是完全相同的物質？液氯、新制氯水、久置氯水區(qū)別的方式有幾種？大家討論得熱火朝天，想出的辦法和答案自然就豐富了課堂信息。我對大家的爭論一概不做任何評價，最后布置一個研究性作業(yè)供同學們利用課余時間通過查找資料解決，并寫成相關小論文。這樣既可培養(yǎng)學生學會表達自己、傾聽他人意見、反思個人知識結構和思維方式的意識和能力，也提高了對信息的處理、分析能力和知識的應用能力。
良好的信息素養(yǎng)不是一朝一夕的事，作為一線的化學教師，我們必須抓住課堂主陣地，不斷努力探索和挖掘培養(yǎng)和提高學生信息素養(yǎng)的最好方法，把信息素養(yǎng)的精神、意圖整合到化學課程和教學的要求中去，貫穿于整個教學活動的始終，讓學生不斷受到信息知識的熏陶和信息能力的培養(yǎng)，讓學生得到全面的健康的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
關鍵詞： 微型裝置；綜合應用；電解；燃料電池
文章編號：1005－6629(2007)01－0006－03中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：C
2003 年 4 月頒布的普通高中化學課程標準中提出“通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力”。這一理念指導下的化學課堂學生活動設計要充分貼近學生生活，根據(jù)學生的認知水平和教學條件，引導學生親自動手開展活動、進行探索和思考。本文參考國外有關文獻并結合我國中學具體條件，利用生活中的常見材料設計的一套微型電解裝置，具有材料易得、操作簡單、現(xiàn)象明顯、綜合性強的特點。
1裝置設計
材料準備：二根長約9cm直徑約2mm粗鉛筆芯（可從普通鉛筆中剝離得到）、導線、二個一次性塑料輸液管（無污染的）、9伏電池、培養(yǎng)皿、細鐵絲、音樂賀卡中蜂鳴器的集成電路板。
從二個一次性輸液管上截取各自其中間的滴管部分（上端口處留約1cm，下端稍處留0.5cm，容積約為10mL，），取一端削尖的粗鉛筆芯（其直徑與輸液管滴管上口內徑相當），把輸液管滴管上端用熱水燙軟后將粗鉛筆芯從滴管上端插入至下端出口處制成陽極室；取普通導線并剝去下半截的絕緣塑料（長度與滴管相當），出銅絲并將其從另一個滴管上端插入至下端出口處，小心加熱上端細塑料管處使其上端密封，制成陰極室；最后用細鐵絲做成支架將滴管部分固定，同時準備好一個培養(yǎng)皿和9伏的電池搭好裝置（如圖1）。
2融入新課程
該設計可滲透于下列新的化學課程內容標準的教學活動中：
⑴必修模塊“化學1”中“主題2化學實驗基礎”：3．能夠獨立或與同學合作完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，完成實驗報告，并能主動進行交流。
⑵必修模塊“化學1”中“主題3 常見的無機物及其應用”：6．通過實驗了解氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物的主要性質，認識其在生產中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。
⑶選修模塊“化學與技術”中“主題1化學與資源開發(fā)利用”：2．了解我國基本化工的生產資源、基本化工產品的主要種類和發(fā)展概況。
⑷選修模塊“化學反應原理”中“主題1化學反應與能量”：4．體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。
⑸選修模塊“實驗化學”中“主題1化學實驗基礎”：3．樹立綠色化學思想，形成環(huán)境保護意識。
3綜合應用
3.1 探究電解飽和食鹽水的產物
3．1．1 實驗原理
利用電解原理，2NaCl+2H2ONaOH+Cl2+H2。讓陽極的反應和陰極反應分別發(fā)生于兩個電極室，電解過程中陰極室溶液（事先滴入酚酞試液）很快變紅，說明有堿性物質（NaOH）生成；當陰極室收集滿氣體后，靠近酒精燈擠壓滴管，可先觀察到明顯的黃色火焰（Na+的焰色反應），隨后反復擠壓滴管，會因滴管中混入空氣產生輕微爆鳴聲，以此探究陰極室中的氣體成分為氫氣；在陽極室得到黃綠色有刺激性氣味氣體，輕輕擠壓陽極滴管，因氯氣被陰極生成氫氧化鈉溶液吸收，發(fā)生反應：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，一段時間后可觀察到溶液的紅色消失，陽極室氣體體積逐漸減少。
3．1．2 活動過程
分組完成，可讓2-4名同學一組，完成下列活動。
⑴配制氯化鈉飽和溶液30mL，滴入2-3滴酚酞試液；
⑵小心擠壓滴管吸入氯化鈉飽和溶液，使之充滿滴管，并將兩個滴管的下端浸入盛有少量飽和氯化鈉溶液的培養(yǎng)皿中，用鐵絲架固定（如圖2）；
⑶把連有鉛筆芯的導線接在9伏電池的正極，另一端接在負極；當陰極均充滿氣體時，停止通電；
⑷小心取下陰極滴管（開口一端朝下），用濾紙吸干開口附近液體，移近至燃著的酒精燈，輕輕擠壓滴管，觀察并思考實驗現(xiàn)象；
⑸輕輕擠壓陽極滴管，使培養(yǎng)皿中少量液體（紅色堿液）進入滴管，并小心振蕩，觀察并思考實驗現(xiàn)象，同組同學間相互交流。
3.2 制作氫氯燃料電池
3．2．1 實驗原理
利用反應：H2+Cl2=2HCl，使H2-2e-=2H+和Cl2+2e-=2Cl-分別發(fā)生于兩個電極上，使外電路中產生電子定向遷移形成電流，將化學能變?yōu)殡娔?，從而使音樂賀卡的蜂鳴器發(fā)出動聽的音樂。
3．2．2 活動過程
⑴配制氯化鈉飽和溶液30mL；
⑵小心擠壓滴管吸入氯化鈉飽和溶液，使之充滿滴管，并將兩個滴管的下端浸入盛有少量飽和氯化鈉溶液的培養(yǎng)皿中，用鐵絲架固定；
⑶把連有鉛筆芯的導線接在9伏電池的正極，另一端接在負極；通電約一分鐘后使兩極分別產生少量氯氣和氫氣，停止通電；
⑷撤掉電池，將連有鉛筆芯的導線（即產生氯氣的電極）接在音樂賀卡蜂鳴器集成電路的正極，另一電極接在負極，觀察并分析產生現(xiàn)象及其原因。
此外，本實驗裝置還可用作：利用不同電極和不同電解質溶液來探究電解原理及比較電極反應中不同微粒的放電能力、制備少量家用消毒液（次氯酸溶液）等活動的開展。
參考文獻:
[1] 中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準（實驗）[M]．北京：人民教育出版社，2003.
[2] Per-Odd Eggen, Lise Kvittingen. A Small-Scall and Low-Cost Apparatus for the Electrolysis of Water.Journal Chemsitry Education，2004，8.
一、氧氣制備的一系列問題
1、實驗室制法：
（1）原理及反應：①2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ② 2KClO32KCl+3O2
（2）裝置類型：固 + 固氣體。
（3）收集方法：①排水法?！、谙蛏吓趴諝夥ā?/p>
（4）驗滿：用帶火星的木條靠近管口，木條復燃者，說明已收集滿。
制備要訣：二氧化錳氯酸鉀，混合均勻把熱加；高錳酸鉀易分解，都是氧氣的制法；余燼木條可用檢，收集采用排水法。
2、非常規(guī)制法：
（1）原理及反應：① 2H2O22H2O+O2 ② 2Na2O2+H2O=2NaOH+O2
（2）裝置類型：固 +固 氣體，或 固 + 液 氣體
3、工業(yè)制法：
① 電解水法：2H2O 2H2+ O2
②分離液態(tài)空氣法：空氣經凈化降溫加壓成液態(tài)空氣化學論文，減壓蒸發(fā)液態(tài)空氣，先揮發(fā)氮氣，留下液態(tài)氧氣。
二、氯氣制備的一系列問題
1、實驗室制法：
（1）原理及反應：① MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2+2H2O + Cl2
② KClO3 +6HCl(濃) KCl+3H2O + 3Cl2
（2）裝置類型：固+ 液 氣體。
（3）收集方法：①排飽和的食鹽水法。?、谙蛏吓趴諝夥?。
（4）驗滿：用濕潤的淀粉試紙靠近管口，試紙變藍者，說明已收集滿。
（5）尾氣處理：堿液吸收（如NaOH溶液）
制備要訣：二氧化錳濃鹽酸，混合反應要熱源；瓶口超上收集滿，尾氣處理要用堿。
2、非常規(guī)制法：
（1）原理及反應：2KMnO4 + 16HCl(濃) = 2KCl + 2MnCl2+8H2O + 5Cl2
（2）裝置類型： 固 + 液 氣體
注：也可采用 固 + 液 氣體的另一種方法：
即 MnO2 + 3H2SO4(濃) + 2NaCl 2NaHSO4+ MnSO4 + Cl2+ 2H2O
3、工業(yè)制法：
① 電解飽和食鹽水法：2NaCl +2H2OH2+ Cl2+ 2NaOH
② 電解熔融的金屬氯化物：2NaCl（熔） Cl2+ 2Na
三、氯化氫氣體制備的一系列問題
1、實驗室制法：
（1）原理及反應：①H2SO4(濃) + NaCl NaHSO4+ HCl
②H2SO4(濃) +2 NaCl Na2SO4+2HCl
（2）裝置類型：固+ 液 氣體。
（3）收集方法：向上排空氣法期刊網。
（4）驗滿：①用濕潤的藍色石蕊試紙靠近管口，試紙變紅者，說明已收集滿。
②用玻璃棒蘸取濃氨水靠近管口，出現(xiàn)白煙。
（5）尾氣處理：用水或堿液吸收（如H2O 、NaOH溶液，但應注意用倒扣漏斗，以防止倒吸）。
制備要訣：固體食鹽硫酸濃，微熱產生氯化氫；瓶口朝上來收集，石蕊試紙藍變紅。
2、非常規(guī)制法：
（1）原理及反應：HCl(濃) HCl
注意：①H2SO4(濃) 可吸水。②H2SO4(濃) 遇水會放出大量熱，更有利于HCl的逸出。
（2）裝置類型： 液 + 液 氣體
3、工業(yè)制法： H2 + Cl2= 2HCl
四、氨氣制備的一系列問題
1、實驗室制法：
（1）原理及反應： 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2+ 2NH3+ 2H2O
（2）裝置類型：固+ 固 氣體。
（3）收集方法：向下排空氣法。
（4）驗滿：①用濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口，試紙變藍者，說明已收集滿。
②用玻璃棒蘸取濃鹽酸靠近管口，出現(xiàn)白煙。
（5）尾氣處理：用水吸收（但應注意用倒扣漏斗，以防止倒吸）。
制備要訣：熟石灰和氯化氨，傾斜試管要熱源；瓶口朝下收集滿，石蕊試紙紅變藍。
2、非常規(guī)制法：
（1）原理及反應：NH3·H2O(濃) NH3+ H2O
注意：①NaOH(固)或CaO 可吸水。②NaOH(固)或CaO 溶于水會放出大量熱，
有利于HCl的逸出。③在平衡：NH3 + H2ONH3·H2ONH3 + H2O(此原
理的解釋常作考點出現(xiàn))
（2）裝置類型： 液 + 固氣體
3、工業(yè)制法： N2 + 3H22NH3
五、二氧化碳氣體制備的一系列問題
1、實驗室制法：
（1）原理及反應：CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + CO2+ H2O
（2）裝置類型：固+ 液 氣體。
（3）收集方法：向上排空氣法。
（4）驗滿：用帶火星的木條靠近管口，木條熄滅者，說明已收集滿。
制備要訣：稀鹽酸和石灰石化學論文，常溫反應也容易；兩物混合泡沫起，瓶口朝上來收集。
2、非常規(guī)制法：
（1）原理及反應：雙水解法：AlCl3 + 3NaHCO3 =Al(OH)3+3NaCl + CO2
（2）裝置類型： 液 + 液氣體
注：除上述裝置類型不同制法外，也可采用Na2CO3與H2SO4反應，
即：Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4+ H2O + CO2
3、工業(yè)制法：
煅燒石灰石： CaCO3CaO + CO2
五種氣體常規(guī)與非常規(guī)制法歸納應用題型舉例
某興趣小組同學共同設計了如圖所示的實驗裝置。
該裝置既可用于制取氣體，又可用于驗證物質的性質，
[關鍵詞]中等專業(yè)學校；問題意識；化學課堂
[中圖分類號]G710
[文獻標識碼]A
[文章編號]2095-3712（2015）30-0063-02[ZW（N]
[作者簡介]吳萍（1978―），女，江蘇省無錫人，教育碩士，江蘇省無錫汽車工程中等專業(yè)學校教師，中學一級。
中等專業(yè)學校的學生雖然基礎薄弱，像化學這類自然學科絕大多數(shù)學生還是可以聽懂的，也能夠掌握教材中的基本知識，然而遇到實際的化學問題卻總是照貓畫虎，不能靈活、準確地運用所學知識和方法去分析和解決。造成這種局面的原因之一是學生在學習過程中缺乏問題意識，全盤接納教師教授的知識，不會質疑。在化學課堂教學中，教師總是怕學生底子薄，所以就只注重知識的傳授，很少注意學生問題意識的培養(yǎng)。久而久之，學生就全無問題意識，思維不暢，不愿意去化解矛盾，缺乏求知創(chuàng)新意識。
一、在形成化學知識體系的過程中培養(yǎng)學生的問題意識[HTSS]
化學源于生活，更多的是服務生活。學生在化學學習過程中的問題意識是隨知識的不斷深入而發(fā)展的。在化學教學中，要讓學生親身體驗到化學知識帶給他們的奇妙樂趣，讓他們認識到化學知識無處不在，了解到化學知識在生活中的廣泛應用。此外，還要注重以鮮活的實例來激發(fā)學生追求知識的熱情，以引起其思維上的共鳴，讓其產生質疑，形成問題意識。例如，在學習硫和氮的氧化物時，讓學生觀看近年來的霧霾現(xiàn)象。許多學生都親身感受到了霧霾，自然就會產生這樣的質疑：形成霧霾的“罪魁禍首”是什么？這些“罪魁禍首”是怎樣產生的？應該怎樣預防？空氣質量與污染指數(shù)之間存在怎樣的關系？空氣污染程度與人體健康關系如何？學生會情不自禁地尋求答案。一個新穎、富有啟發(fā)性的化學情境，不但能夠激發(fā)學生的學習興趣，而且能夠喚起學生敏感的問題意識，讓學生在不知不覺中質疑、釋疑、解疑。學生帶著疑問從實驗和書本中尋求解決問題的途徑，從而產生探究學習、追求真理的欲望，激發(fā)科學的探究潛能。
二、在誘導質疑知識建構的過程中培養(yǎng)學生的問題意識[HTSS]
課堂教學是雙邊發(fā)展的過程，是教師將知識傳授給學生、學生將知識轉化為能力的過程。在課堂上，師生雙方要通過相互交流、溝通補充、質疑釋疑，來分享彼此的思想與知識，融合彼此間的情感與體驗，從而達成教與學的快速提升。在教學過程中，教師應創(chuàng)設啟迪學生問題意識的條件，誘導學生在認知過程中質疑，使學生處于厚積薄發(fā)的狀態(tài)。例如在學習濃硫酸的氧化性時，可以先讓學生寫出稀硫酸與鐵、鋅反應的化學方程式，然后讓學生探究銅是否與稀硫酸反應，接下來，再讓學生探究常溫下鐵和鋁是否與濃硫酸反應，加熱時銅是否與濃硫酸反應，讓學生在探究實驗過程中自己產生質疑：（1）為什么常溫下，鐵和鋁能溶解于稀硫酸，而不能溶解于濃硫酸？（2）為什么銅在加熱條件下不能溶解于稀硫酸，而能溶解于濃硫酸？
用中學所學的化學知識完全可以解釋第一個問題。在金屬活動順序表中Al、Fe位于H之前，H位于Cu之后，在金屬活動順序表中只能是前面的金屬置換出后面的金屬。那么，第二個問題就與金屬活動順序背道而馳了，要想釋疑，最簡單的方法還是實驗探究。學生再次審視探究就會發(fā)現(xiàn)：一方面，鐵和鋁在插入濃硫酸的瞬間會產生氣體，加熱濃硫酸也會溶解；另一方面，銅與濃硫酸加熱產生的氣體有刺激性的氣味，這絕非銅置換出的氫氣。那么，這種氣體是什么呢？學生可以通過反應物來進一步猜想，并對猜想進行實驗探究。
課堂上創(chuàng)設與已有知識相悖的化學實驗現(xiàn)象，使學生落入“陷阱”之中，自己產生質疑，形成問題
意識。這種質疑的課堂氣氛活躍，探究、討論熱烈，學生會再次細致地觀察現(xiàn)象，重新構建知識體系。
三、在釋疑和解疑的過程中培養(yǎng)學生的問題意識[HTSS]
學習的過程是質疑、釋疑，再質疑、再釋疑的循環(huán)過程。解疑必須思考，思考源于質疑，沒有質疑就沒有學生積極思維的火種，沒有質疑就沒有學生創(chuàng)新思維的呈現(xiàn)?；瘜W課堂更多的是探究，是追求真理，探究的過程需要學生勇于質疑、主動思考。教師要讓學生在質疑和釋疑的過程中步步深入，在質疑、釋疑和解疑的循環(huán)中形成問題意識。例如，在學習電解原理在工業(yè)上的應用時，以電解飽和食鹽水為例，首先可通過下列裝置來認識電解原理，并通過實驗探究解決相關的質疑：
（1）為什么在上述電解飽和食鹽水的實驗中，F(xiàn)e和石墨兩極都產生氣體？這些氣體是什么？（2）為什么石墨電極產生的氣體會使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，而在Fe電極附近滴加酚酞溶液會變紅？（3）電解裝置工作時，溶液中的Na+怎樣移動？Na+濃度怎樣變化？（4）通過該裝置制得的燒堿溶液純凈嗎？怎樣改進該裝置才更合理？（5）電解NaCl溶液與電解CuCl2溶液現(xiàn)象有什么異同點？
探究實驗過程中產生的層層推進的質疑，不僅讓學生樹立了問題意識，而且讓學生學會了認識化學反應原理的方法。學生在思維過程中產生質疑，在不斷釋疑、解疑的過程中發(fā)展問題意識，提升推理能力。
總之，沒有質疑過程，就沒有思考、釋疑的過程，就沒有發(fā)展進步。任何創(chuàng)新都是以質疑為起點，以解疑為終點，不會質疑就不會創(chuàng)新。因此，培養(yǎng)學生的問題意識不僅僅是化學課堂教學的方式問題，更是教育觀念的問題。作為中等專業(yè)學校的教師，唯有提高化學學科素養(yǎng)，營造開放的教育環(huán)境，從學生的實際出發(fā)，注重培養(yǎng)學生的問題意識，才能提高學生在學習過程中質疑、釋疑、解疑的能力，培養(yǎng)出適應社會的創(chuàng)新人才。
參考文獻：
關鍵詞：微型實驗；電解；學生探究
文章編號：1008-0546（2015）06-0094-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
針對教科書介紹的相關電解實驗方案存在試劑用量較多、實驗現(xiàn)象不易被所有學生看到、不太適合學生進行自主探究等不足，筆者借助于天然指示劑紫甘藍汁，利用西林瓶（一種膠塞封口的小瓶子）、飲料瓶蓋、注射針針頭、電池、鉛筆芯等物質設計了適合學生探究的微型電解實驗[1]，經常態(tài)課堂和綜合實踐活動課中應用，效果良好。
該實驗設計參加了無錫市中學化學實驗設計大賽和江蘇省理化生實驗教學設計比賽，均獲得一等獎的好成績。比賽后不少現(xiàn)場觀摩的老師和筆者探討微型實驗的設計，認為該實驗設計巧妙、現(xiàn)象明顯、表征手段獨特、低成本、綠色化；但也有一些老師認為該設計如果作為學生實驗，學生將西林瓶傾倒于瓶蓋中時，容易導致電解液泄漏。為了開發(fā)更適合學生探究的微型電解實驗，筆者對其進行了再次研究，現(xiàn)將開發(fā)的的一些微型電解實驗方案介紹如下。
一、實驗設計
1. 以“濾紙”作為“微型鹽橋”
如圖2所示將兩個西林瓶正放于桌面上，此時需要解決的是尋找一個“微型鹽橋”來確保整個裝置回路。經過多次嘗試發(fā)現(xiàn)用潤濕的濾紙連接在兩個西林瓶的電解液中效果較好，連接電源后實驗現(xiàn)象同圖1介紹的實驗方案一樣，操作比較簡便，同時也解決了電解液泄漏的問題。
2. 以塑料滴管作為電解液的“載體”
與膠頭滴管相比，塑料滴管由于其質地柔軟，易彎曲等特點，不僅具有滴加試劑的功能，還能作為電解液的載體。在進行本實驗時，先將指示劑紫甘藍汁和電解液硫酸鈉溶液吸入滴管中（注意量不要超過滴管體積的一半），然后橫放，將注射針針頭插入滴管中（如圖3所示），連接電池，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象非常明顯，短時間內陰陽極呈現(xiàn)鮮明的顏色差別，而且在電解飽和食鹽水時，產生的氯氣并不會逸散到空氣中，此外該實驗的一個優(yōu)點就是反應結束后可以將陰陽極反應產物混合，對比前后溶液顏色變化，幫助學生認識電解前后反應體系pH的變化，能夠有效地突破這個教學難點。
3. 以寬口徑試管為電解液的“載體”
由于這樣的試管具有寬口徑和管身較短這樣的特點，適合作為電解液的載體。在電解的過程中陰陽極區(qū)域并沒有分開，為了便于觀察陰陽兩極的現(xiàn)象，可以將一塊紙板放入其中（如圖4所示），將陰陽極分開。電極可以選擇注射針針頭或回形針，也可以選擇鉛筆筆芯。
（需要說明的是圖2、3、4在繪制時均省略了電源和導線）
二、實驗反思
在對于微型實驗的研究過程中，筆者感覺到微型化學實驗在中學推廣艱難的原因之一就是化學反應有時在微量和常量時給予觀察者的感受并不一樣。因此將化學實驗設計成“微型化”的同時也應該使得實驗現(xiàn)象盡可能的“可視化”、“擴大化”。
此外任何一種實驗設計都不是完美的，表1分析了筆者在進行上述實驗設計時感受到這些設計的優(yōu)點和缺點，教師應該根據(jù)不同的教學需求選擇不同的實驗方案。如利用塑料滴管作為電解液的載體，操作方便，現(xiàn)象明顯，但電解過程中產生的氣體容易使電解液被排出，因此電解的時間并不能太長，教師如果讓學生感受電解硫酸鈉溶液時陰陽極的產物和某些溶液電解前后反應體系的pH變化，則可以選擇該方案。
化學是一門實驗學科。實驗是化學理論產生的基礎，也是檢驗化學理論的唯一標準?；瘜W實驗也帶來了不同程度的污染。化學實驗帶來的污染分為有機污染和無機污染。有機污染主要是有機試劑和有機樣品污染，如苯、氯仿、四氯化碳等有機溶劑；酚等有機試劑。無機污染包括強酸、強堿、重金屬污染等，其中汞、鉛、鎘等重金屬不僅毒性強，而且在人體有蓄積性。有機溶劑在實際使用中用量大，如果不對廢棄的有機溶劑進行妥善處理，就會對周圍環(huán)境產生極大的不良影響，甚至危及人的生命?；瘜W工作者應力爭減少實驗污染，不斷提高化學水平。
一、中學化學實驗污染的根源
1.源自實驗源頭。
若實驗設計不合理，則必然導致污染。不合理的實驗教材編寫、教學內容的設計、教學過程的安排及教學計劃等，因其本身就有導致污染的可能，在這種情況下只要做實驗，就會帶來污染。反應驗證化學反應中的能量的變化就是一個典型的例子。
2.源自實驗過程。
包括實驗藥品種類和數(shù)量的設計不合理；實驗中不能正確使用儀器和藥品；實驗操作不規(guī)范；化學試劑的取用量存在著一定的盲目性和隨意性；實驗儀器陳舊導致跑、冒、滴、漏嚴重。
3.源自實驗處理。
即對實驗中有毒物質處理不當。在一般的中學化學實驗室里，很難找到“三廢”的處理裝置，導致廢氣、廢液、廢渣直接排入大自然中。如在制備和驗證氣體性質時，有毒氣體的實驗一般在通風櫥內進行，保護了教室內的小環(huán)境，卻忽略了教室外的大環(huán)境；對廢液隨意傾倒；對固體廢棄物亂拋亂棄。由于對污染物的不合理、不科學處理甚至不處理，導致實驗廢液和實驗廢物直接流入下水道，對周圍環(huán)境造成了二次污染，也是造成中學化學實驗污染的主要原因。
4.源自實驗管理。
很多中學實驗員并沒有經過專業(yè)、系統(tǒng)的學習，對廢物的處理方法及必要性缺乏科學認識和科學管理。
二、防治實驗污染的措施
1.增強師生環(huán)保意識。
在化學教學中應重視環(huán)保教育，培養(yǎng)學生的環(huán)保責任感，把環(huán)境保護教育滲透到化學實驗過程中，禁止亂扔、亂倒行為。讓學生把環(huán)保意識轉變?yōu)樽杂X的行動，樹立正確對待環(huán)境的態(tài)度，培養(yǎng)學生改造和優(yōu)化環(huán)境的意識和能力。在教學中充分利用教材資源，有計劃、有目的地對學生進行環(huán)保宣傳教育，使學生牢固樹立環(huán)境保護意識，關心和重視化學實驗污染。
2.改進實驗教學，減少污染。
改進實驗教學，可從以下三個方面入手：
（2）濃度改進：對涉及藥品濃度的實驗探索和改進，既能節(jié)約藥品、保證實驗效果，又能減少環(huán)境污染。如①改進指示劑的濃度：可將濃度為0.5%～1.0%酚酞和石蕊減少到0.1%～0.25%，酚酞和石蕊變色很靈敏，即使用微量藥品同樣有明顯的現(xiàn)象和效果。②改進苯酚的濃度：可將苯酚溶液濃度由2%降至0.5%～1.0%，溴水濃度也可降低為橙紅（稍濃）。③改進硝酸銀濃度：配制銀氨溶液時，可將硝酸銀濃度、氨水濃度均由2%降為1%，實驗效果依然。而在高中化學一般離子檢驗中，硝酸銀濃度微量0.1%已足夠。④改進硫氰酸鉀、三氯化鐵溶液的濃度：在濃度對化學平衡的影響的演示實驗中，可將硫氰酸鉀濃度由0.01mol/L降為0.005mol/L，三氯化鐵溶液的濃度由1mol/L降為0.5mol/L。改進實驗藥品的濃度既增強了實驗效果，又減少了藥品的損耗，減少了環(huán)境污染。
（3）儀器改進：①用可循環(huán)使用的儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗。如：碘的升華實驗，可用碘錘來完成（碘錘的兩頭向內凹陷，內封有碘晶體，如圖1）；溫度對化學平衡的影響實驗，可采用密封有二氧化氮的雙球泡（如圖2）。
②合并實驗，減少污染。實驗的合并是將某幾個實驗合并在一起做，減少實驗中產生的污染，甚至變得沒有污染。如：濃硫酸特性實驗及產物的驗證實驗（圖3）。③推行微型實驗。在保證現(xiàn)象明顯的前提下，實現(xiàn)藥品微量化及實驗儀器微型化，具有現(xiàn)象明顯、效果良好、節(jié)約實驗材料和時間、減少污染、安全、便于攜帶等優(yōu)點。如下圖所示是驗證氯氣性質的微型實驗，a、b、d、e（圖4）是 圖3 圖4
在中學教學中，這樣的例子還有很多，如氯、溴、碘的氧化性實驗，三價鐵的顯色反應可放在點滴板中進行；有些定性實驗可放在濾紙上進行，如電解飽和食鹽水，乙醛與氫氧化銅懸濁液的反應，氣體的性質和檢驗，等等。如果遇到實驗中微型化帶來的實驗現(xiàn)象不明顯問題，就可以借助投影儀把實驗現(xiàn)象放大，這樣可以消除實驗微型化帶來的不利影響。微型化學實驗不是常規(guī)實驗的簡單微縮，也不是對常規(guī)實驗的補充，更不是與常規(guī)實驗的對立，它是用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規(guī)實驗進行改革和發(fā)展的必然結果。
3.有效使用多媒體，減少污染。
對氯氣、銅與硝酸、苯、苯酚等環(huán)境污染嚴重的實驗，可采用計算機多媒體系統(tǒng)進行仿真實驗以減少污染。采用多媒體教學的實驗往往有以下特點：①對實驗毒性很大，產生氣體污染嚴重的，如：氯氣的制取、除雜、干燥、性質、尾氣處理的綜合實驗。②對需從微觀的角度詮釋原理的，如：電解飽和食鹽水的實驗，會產生氯氣，同時學生對離子的移動缺乏理解，如果用電腦三維動畫從微觀的角度詮釋微粒的運動，并顯示兩極的變化，則效果比實驗好。③對需分析化學原理的，如：苯酚和濃溴水反應。④對反應需要一定速度和時間的，如：⑤通過多媒體，實驗儀器不僅可以按實驗的要求隨意組裝，還可以另存為圖片，或進行模擬演示，既可省去教師畫圖的麻煩，又能很好地再現(xiàn)實驗現(xiàn)象，對培養(yǎng)學生的實驗設計能力有較大的幫助。
4.正確處理實驗廢棄物，減少污染。
關鍵詞 瓊脂 中學化學實驗 膠體性質 離子遷移 電解水 吸氧腐蝕
瓊脂安全、無毒，是中學化學實驗室常見物質。本質上來看它是一種固一液分散系統(tǒng)，其中分散相粒子通過氫鍵、疏水相互作用、范德華引力、離子橋接、纏結或共價鍵等相互作用連接而形成連續(xù)的三維網，網中充滿了大量的連續(xù)液相水。這種獨特的結構，使得瓊脂不像連續(xù)液體那樣完全具有流動性，也不像有序固體具有明顯的剛性。因而瓊脂是一種似液體非液體，似固體又非固體，介于固體和液體之間的特殊介質。利用瓊脂的獨特性質將其作為介質應用于某些中學化學實驗可以收到意想不到的效果。
1 演示膠體性質
膠體粒子與溶液中離子直徑相差甚多，離子由于半徑較小能在瓊脂凝膠中自由擴散，而膠體粒子則不可以，利用此差別可以設計實驗演示膠體與溶液性質的差異。
首先將按每100 mL。蒸餾水0.5 g固體瓊脂比例制備的溫熱瓊脂液注入3支試管中，液體高度約為試管高度的一半。待瓊脂液冷卻凝固后分別在3支試管中加入約3 mL。預先用滲析法除雜后的氫氧化鐵膠體、硫酸銅溶液、三氯化鐵溶液。靜置12h后可發(fā)現(xiàn)溶液能在瓊脂中擴散，而膠體不擴散，見圖1。此實驗可以直接演示膠體與溶液分散質粒子直徑大小的差異。
2 演示離子遷移
傳統(tǒng)離子遷移實驗都在溶液中進行，往往耗時長效果還不明顯，若利用瓊脂改進該實驗卻會事半功倍。
首先將1 mol／L硫酸銅溶液與1 mol／L鉻酸鉀溶液等體積混合得到混合溶液備用。在100 mL 1mol／L硝酸鉀溶液中加入0.5 g瓊脂，加熱使瓊脂溶解。然后將溶解好的瓊脂液倒入普通飯盒的盒蓋中，趁瓊脂尚未凝結時在瓊脂中央放入一根飲料吸管，待瓊脂凝固后取出吸管，瓊脂中間形成一自然的“凹槽”。用滴管吸取硫酸銅和鉻酸鉀的混合液滴人“凹槽”中。用兩片不銹鋼薄片分別插入到瓊脂兩邊作為電極，并保持電極間距5 cm左右，接上9 V直流電電解10 min，Cu2+和CrO2分別向電源負極和正極移動，瓊脂凝膠上出現(xiàn)清晰的藍色和褐色離子色帶。
3 演示金屬鐵的吸氧腐蝕
利用溶液作為介質演示金屬鐵的吸氧腐蝕時最難表現(xiàn)的是正極產物——氫氧根(OH-)。利用瓊脂作為介質可以“固定”住生成的OH-，且能清晰追蹤OH-的擴散方向。
在80 mL 1 tool／L NaC1溶液中加入0.5 g固體瓊脂，加熱使瓊脂溶解。待瓊脂全部溶解后，在瓊脂液中滴入幾滴酚酞試劑并攪拌，使酚酞分散均勻。然后，將瓊脂液倒入已在內壁包裹鐵皮的100 mL小燒杯。待瓊脂稍有凝固時將一根碳棒插在瓊脂正中間，瓊脂凝固時可將碳棒固定。用導線連接鐵皮與中間碳棒，一段時間后可觀察到緊貼碳棒的瓊脂開始變紅，表明此處生成了OH-。若導線連接較長一段時間后，可觀察到紅色區(qū)域以碳棒為中心，逐漸向鐵皮方向擴散，可證實OH-在正極生成并逐漸向負極擴散。此方法，還可以用于驗證鋁空氣電池正極產物的生成。
4 改進電解水實驗
中學實驗室演示電解水實驗一般需要在霍夫曼水電解器中完成，受特制儀器的限制，學生分組實驗的難度加大，且該實驗的趣味性也稍顯不足，巧用瓊脂進行該實驗，不僅可操作性增強，實驗的趣味性也大大增加。
注入U型管，待注入液體體積約為U型管1／3時停止加入，靜置待瓊脂液凝固后再在U型管兩邊分別加入0，1 mol／I。由硝酸鉀溶液、洗潔和紫甘藍汁按體積比5：1：1配制的混合液至同一高度。紫甘藍汁作為反應的指示劑，遇酸會變紅，遇堿則會變綠。紫甘藍汁的制備十分簡單，只需選取幾片紫甘藍葉洗凈，用刀切碎后放于潔凈紗布袋中擠壓出汁水即可。
以鉛筆芯為電極，接入9 V直流電源電解10min。可以觀察到陰極洗潔產生的氣泡高度約為陽極產生氣泡高度的2倍，可指示電解水過程中生成的氫氣體積約為生成氧氣體積的2倍。同時可以觀察到陽極液為紅色，陰極液為綠色，反應后將兩極電解液倒出混合后溶液重新變?yōu)樵鹊淖仙?，可證實電解過程中電解的物質為水。若將此實驗用于高中學生講解電解原理，則可以通過兩極溶液顏色變化，分析電解過程中陽極放電微粒為OH-、陰極放電微粒為H+。
此實驗中，瓊脂有效地將電解液分為了陽極室和陰極室，很好地實現(xiàn)了2極產物的分離。利用此裝置進行電解飽和食鹽水的實驗，同樣能很好地分離電解產物，實驗效果會大大增強。
5 結語
瓊脂的獨特性質，使得其在中學化學實驗，尤其是電化學實驗中有著不俗的表現(xiàn)。先前已有一些研究者注意到了瓊脂的特性設計了利用瓊脂制作“美麗金屬樹”的實驗嘲以及在凝膠中的趣味電解實驗和電泳實驗。此外，國內文獻中鮮有關于瓊脂深層次應用的報道，希望我們的以上嘗試能給后續(xù)研究者一些借鑒與啟發(fā)，開發(fā)出更多更好的中學化學實驗。
參考文獻
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[2] 徐惠，毛明，中國多媒體教學學報·中學化學，2010，(2)
[3] 王篤年，中學化學教學參考，2002，(7)：41
一、聯(lián)系生活，引發(fā)學生質疑意識
學生的質疑能力不是與生俱來的，是潛在的，我們要做的是幫助他們克服不敢提問或者不愿意提問的困難．這就要求我們能善于激發(fā)學生的問題意識，使學生大膽地提出來，講出來，一起發(fā)揮問題的作用和價值．化學學科的很多內容都來源于生活，生活中很多的知識也需要用化學來解釋．所以，在化學課堂上，我們很有必要讓學生親身體會到它的奇妙變化，認識到它在生活中的實際用處．讓他們覺得化學絕不僅僅是一門理論性學科，它與我們的實際生活息息相關，我們可以將它運用到實際生活中去，從而引發(fā)學生的探索、解決問題的心理．比如我在教授《氯氣的性質》這一課時，我就想讓學生看到氯氣的另一面，而不只是實驗室的一種氣體．所以我在引入課堂時，播放了第一次世界大戰(zhàn)的片段，德軍與英法聯(lián)軍對戰(zhàn)時，釋放了一種黃綠色氣體，造成了許多士兵窒息死亡，幾千名士兵雙目失明．學生一看完就對這種不知名的氣體十分感興趣，進而追問我:這是什么氣體?怎么會這么厲害呢?它還有什么用處呢?這就很自然地讓學生進入了質疑的情境．
二、提出問題，培養(yǎng)學生質疑意識
課堂的主體是學生，主導是我們，教學是學生與老師兩者共同發(fā)展的過程．在化學課堂上，我們優(yōu)良的教學不是讓學生機械地吸收我們的知識，而是通過我們知識的傳輸，讓學生自主地提出問題，形成師生之間以知識為紐帶的互動，促進兩方的共同進步．所以，我們在教學的過程中要擯棄以往的傳統(tǒng)教學，盡可能地創(chuàng)造條件激發(fā)學生的問題意識，引發(fā)他們對于化學知識的疑問，使他們長期處于一種“質疑”的狀態(tài)．這樣，他們就能很好地融入思考環(huán)境中，以一種積極的態(tài)度去學習，而不是只把它當作任務，草草完成．我們引發(fā)學生疑問的方法有很多，最常見的就是實驗法．比如，我在上《鈉的化學性質》這一課時，在學生已經掌握了幾大類反應的前提下，我向他們拋出了一個問題:鈉與硫酸銅能不能發(fā)生反應?在學生的知識印象里，鈉一直是一種很活潑的金屬，所以他們沒有多想就回答我能發(fā)生反應．我心想，他們已經進了我的圈套，接著我就讓他們寫下化學方程式，他們很快寫出來了:2Na+CuSO4Na2SO4+Cu我沒有給出任何意見，直接讓他們做實驗，我要讓他們自己發(fā)現(xiàn)錯誤．很快他們就發(fā)現(xiàn)所寫方程式與實驗現(xiàn)象不符，他們自然就會感到疑惑想要問我為什么?這時，課堂的學習氣氛就很濃厚，學生會自主地進行思考探究，我們的這課教學也成功了一大半．
三、解決問題時，促進學生質疑能力
一個問題的提出，能引發(fā)學生對于一連串問題的疑惑，那么解決問題就是在學生原有的質疑能力上更上一層．學生在解決問題的過程中不單單是對于一個問題的思考，而是在解決這個問題的過程中，對一系列的輔助問題的質疑，從而層層深入，最終達到解題的目的．我們在這個過程中起到的就是輔助和推動的作用，這就要求我們深度理解教材，提高自身專業(yè)素養(yǎng)．在適當?shù)膯栴}情境中生成新的問題、在解決問題的過程中提出新的問題，讓學生在不斷解決問題的過程中，更加興奮地投入探究新問題過程中，從而學得更有效．比如，我在教授《氯堿工業(yè)》的時候，我就根據(jù)教材內容設計下面一系列的問題情境，去驗證這些問題:第一步，我做飽和食鹽水的實驗，提問學生為什么兩極都有氣泡，分別是什么氣體?第二步，濕潤的淀粉碘化鉀試紙因為什么會變藍?陰極附近為什么會變紅?第三步，在電解的過程中，溶液中的離子濃度怎么變化，離子會向哪邊移動?第四步，為什么與電解水不同?如果想要制得純凈的氫氧化鈉溶液應該要怎么改進?這樣子一步步提出問題，讓學生在解決問題的過程中掌握電解飽和食鹽水的原理，幫助學生在不斷的生疑、析疑、解疑的過程中促進學生的質疑意識．
四、探究教學，提高學生質疑意識
在化學課堂上常見的研究教學模式一般流程是:創(chuàng)設情境，提出問題;分析問題，提出假設;設計實驗，驗證假設;分析結果，得出結論．由此可見，引發(fā)問題是化學探究教學的起點．由此可見，問題的產生是因為學生的認知發(fā)生了沖突，我們就要把握這個時候，創(chuàng)造問題情境，提高學生的問題意識，從而激活學生的思維，在無形之中培養(yǎng)學生的質疑意識，讓他們感受到思想火花撞擊的快樂．在化學課堂教學中，我們巧妙地設置懸念，引導學生去探究，一方面能激發(fā)學生學習化學的興趣，一方面能讓他們對教材內容更深一步的了解．例如，我在教授《濃硫酸的化學性質》時我就進行了探究實驗．先把適量的蔗糖放入100mL燒杯中，滴入幾滴水，攪拌均勻，然后放入一定量的濃硫酸，快速攪拌，放出大量的熱，同時看到蔗糖慢慢變黑，并有刺激性氣味放出．學生們這時會感到很疑惑，在他們初中階段的學習里，觀察到蔗糖變黑是因為濃硫酸的脫水性．那么為什么會有刺激性的氣體放出呢?這是什么氣體?它有什么性質?這就是一個探究學習的過程，在學生原有的知識基礎上為他們設置一個新的問題，加深他們對知識理解的同時，讓他們很自然地進入探究情境去探索這個現(xiàn)象的由來．再比如說學習《氨的性質》時，學生知道氨氣能和水配組做噴泉實驗，由此可推知其他易溶于水的氣體也能，他們就會想探究一些不易溶于水的氣體是否也能形成噴泉．想要解決這個疑問，這就要需弄清形成噴泉的原理．這樣的教學方法能讓學生在探究的同時，無形地提高質疑意識，自主地進行思考解疑，實現(xiàn)化學教學的最終目的．
總之，我們要本著“以人為本”的精神，注重課堂探究性學習，尊重科學的認知規(guī)律，揣摩學生的學習心理，慢慢探索出更好的研究方法，開展深入學習，增強學生的問題意識，拓展學生的思維寬度，培養(yǎng)學生的探究能力，提高學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才．
作者：張昶 單位：江蘇省東臺中學
