电解系列趣味实验设计
2015-05-30关晓鹏汪青
关晓鹏 汪青
[摘 要] 我国化学教材中趣味性实验的教学内容偏少。实验选题通常强调突出知识目标,很少考虑学生的学习兴趣。这一现状给教育工作者提供了拓展和研究趣味实验的空间。
[关键词] 电解 电解系列实验 趣味实验
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058(2015)20 0093
上海市高中阶段所需要掌握的电解反应就是电解饱和食盐水和电解氯化铜。但是高三复习时学生仍会感到这部分内容很抽象,复习时“炒冷饭”,学生学习兴致不高,缺少“兴奋点”。笔者在教学过程中,通过设计微型电解系列趣味实验,激发起学生学习的热情,收到了不错的效果。本文将结合笔者的教学实践,介绍一些微型电解系列实验案例,以供大家参考。
一、实验原理
利用直流电通过铅笔电极,通过改变滤纸上的溶液,从而产生不同的现象,以此展开实验探究。
二、实验设计
1.实验试剂
饱和食盐水、酚酞、碘化钾溶液、碘化钾淀粉试纸(或碘化钾淀粉溶液)、新制硫酸亚铁溶液、KSCN溶液。
2.实验仪器与装置
9V直流电源、两头削尖的铅笔(或铅笔芯)、鳄鱼夹导线、培养皿、滤纸。
3.实验方案
(1)笔与橡皮
实验过程:取一张用饱和NaCl溶液(加入酚酞)浸湿的滤纸放于培养皿,用两头削尖的铅笔做电极材料,与滤纸接触,连接电源。阴极的铅笔沿着滤纸,可以写出红字。同时用阳极的铅笔接触红字,可以使红色字迹消失。
(2)一笔写双色字
实验过程:将滤纸一分为二,分别用KI溶液和碘化钾淀粉溶液浸润放于培养皿,中间留有间隔。用两头削尖的铅笔做电极材料,与滤纸接触,连接电源。连接电源正极的铅笔,在碘化钾溶液的滤纸上勾勒任意的图案或者文字,呈现浅棕色。而将两只铅笔同时移到碘化钾淀粉溶液的滤纸上(或淀粉碘化钾试纸),所勾勒出的图案或文字,为蓝色。
(3)一笔两个同心圆
实验过程:取一张用饱和NaCl溶液(少量的KI)浸湿的滤纸放于培养皿,用两头削尖的铅笔做电极材料,与滤纸接触,连接电源。连接正极的铅笔放于滤纸的中央,一段时间后出现双色同心圆,内圆为白色,外圆为棕色。
三、实验改进和创新之处
1.实验用9V电池,相比传统学生电源,安全可靠。
2.将电解实验趣味化,装置简单,操作易行。
3.通过系列实验,直观地表现电解时溶液中阴阳离子的放电顺序。
四、注意事项和相关说明
1.由于整个装置是敞开式的,虽然微型,电解饱和食盐水时也会有少量的氯气放出,所以操作时间不宜过长。实验三中的双色同心圆需要一点时间,要耐心。
2.实验还可以有更多的拓展,比如混合溶液的电解:氯化钠与溴化钠混合溶液的电解、溴化钠与碘化钾溶液的电解、亚铁离子与碘离子溶液的电解,不同的现象能更好地让学生知道氧化还原反应的先后顺序,还原性强的离子先发生氧化反应,由此可以更具体地比较几种重要的离子的还原性强弱关系。
(责任编辑 罗 艳)