水電解實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和教學(xué)思考

吳其特

摘 要 本文針對滬教版九年級化學(xué)上冊中電解水實(shí)驗(yàn)存在氣體的檢驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，不易操作等問題對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)成功率更高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。

關(guān)鍵詞 水電解 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 教學(xué)反思

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究形成化學(xué)觀念，理解化學(xué)原理，掌握化學(xué)知識和技能。滬教版九年級化學(xué)《自然界中的水》中的水電解實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和對水電解產(chǎn)物的檢驗(yàn)與分析，對于研究水的組成具有決定性作用，通過探究水的組成學(xué)生初步知道物質(zhì)是由元素組成的，為今后形成元素觀及化學(xué)式書寫的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。因此水電解實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生形成化學(xué)觀念，突出本節(jié)課重點(diǎn)、突破難點(diǎn)至關(guān)重要。學(xué)生經(jīng)歷探究實(shí)驗(yàn)過程的體驗(yàn)，有利于激發(fā)思維，形成科學(xué)的方法，提高創(chuàng)新能力。

1水電解教學(xué)反思

教材中選用的水電解裝置如圖所示，該裝置操作方便簡單，但實(shí)際教學(xué)過程中經(jīng)常遇到以下難題：

（1）電解水的速率慢，電解時間較長，造成課堂效率低。

（2）電解水產(chǎn)生的氫氣和氧氣體積比誤差大，不能得出氫氣和氧氣體積比為2：1的結(jié)論。

（3）電解水產(chǎn)生氣體的檢驗(yàn)操作不方便，氧氣的體積少，打開玻璃尖嘴處活塞常常不能使帶火星的木條復(fù)燃，且稍有不慎還會有液體噴出，使帶火星的木條熄滅，影響實(shí)驗(yàn)操作。氫氣檢驗(yàn)時現(xiàn)象不明顯，在玻璃尖嘴處點(diǎn)燃，一般只能聽到輕微的爆鳴聲，火焰也是轉(zhuǎn)瞬即逝，更難將干燥的小燒杯罩到火焰上觀察產(chǎn)生水霧的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)效果

基于上述理由，我結(jié)合教學(xué)過程的實(shí)踐對水電解實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)。

所需的實(shí)驗(yàn)器材：一個干燥管和一個注射器，以及電解水器。應(yīng)用上述儀器組裝出如下圖所示裝置：

[實(shí)驗(yàn)方案]

（1）按如圖1所示組成水解器實(shí)驗(yàn)裝置，在水解裝置中加放15%的氫氧化鈉溶液。

（2）正極玻璃尖嘴用橡膠管與干燥管細(xì)口部相連接，固定裝置。

（3）負(fù)極玻璃尖嘴用橡膠管與注射器相連接，固定裝置。

（4）接16V學(xué)生電源，電解水，觀察現(xiàn)象。

關(guān)閉電源，打開正極尖嘴活塞，將氣體收集到干燥管中，用帶火星木條伸入干燥管的圓球形處檢驗(yàn)氣體，觀察現(xiàn)象。

（5）打開負(fù)極尖嘴活塞，將氣體抽到注射器中，如圖2注射器套上針管移到酒精燈處點(diǎn)燃，并在火焰上罩上一個干燥的小燒杯，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)效果和教學(xué)思考

（1）教材提到可以加入氫氧化鈉溶液增加導(dǎo)電性，但沒有明確的濃度，如果加入的氫氧化鈉溶液的濃度太低將影響電解的速度。通過對不同濃度氫氧化鈉溶液電解對比實(shí)驗(yàn)得到 如下數(shù)據(jù)：

以上數(shù)據(jù)說明濃度適中的氫氧化鈉溶液電解時產(chǎn)生的氣體速率較快。我結(jié)合平時教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在電壓16V時，氫氧化鈉的溶液濃度控制在10%-15%，電解水速率較快，一般只需不到2分鐘。

（2）如表二，電極材料對水電解也會影響，電極材料可選用鉑絲電極或鉛銻合金保險絲，它的抗氧化性強(qiáng)，電解效果較好。另外實(shí)驗(yàn)前先對水進(jìn)行預(yù)電解，使氫氣和氧氣在電解液中達(dá)到飽和狀態(tài)，可有效減少誤差，使氫氣和氧氣體積比接近2：1。

（3）電解完成后不在電解裝置玻璃尖嘴處打開活塞檢驗(yàn)氣體，改用干燥管接到正極尖嘴處收集氧氣再檢驗(yàn)，可以觀察到帶火星木條復(fù)燃，現(xiàn)象非常明顯。氫氣則用接在負(fù)極的注射器抽取再點(diǎn)燃檢驗(yàn)，既可以觀察到氫氣燃燒的現(xiàn)象，罩上干燥小燒杯杯壁上的水霧也很明顯。

以上對于水電解實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了操作簡單，電解速度快，實(shí)驗(yàn)成功率非常高，避免了課堂中出現(xiàn)氣體檢驗(yàn)失敗的尷尬。既能提高課堂效率，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)說服力。實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象也更明顯，更易于學(xué)生觀察現(xiàn)象得出結(jié)論。總之面對新課程中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要我們不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)理念，創(chuàng)新性的處理和使用教材，積極進(jìn)行教學(xué)反思把實(shí)驗(yàn)探究的功能發(fā)揮到極致。

參考文獻(xiàn)

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