电解池教学方法

摘 要：高中化学电解池的工作原理通常利用动画模型思维进行建构。在近几年的高考试题中都考查到了有关FeCl2溶液电解时电极反应及产物，从公布的试题分析数据来看，该问题的得分率都偏低，学生解决此类问题不够理想，基于此问题成因主要是教师对概念的不当解读和对知识的不当总结干扰了学生思维，从而影响了学生对问题的深入思考。由此，作者尝试采用实验探究式进行电解池的教学，目的是能让学生通过现象理解本质。

关键词：电解池；电解原理；迁移；实验探究

电解池是高中化学电化学部分的重要组成内容，学生学习电解知识是以物理学中的电学知识和化学中的电解质知识为基础的，高中人教版选修4第四章第三节中以CuCl2溶液为例论述了电解原理，教师在教学时常借助动画模型呈现离子的定向运动和放电，并总结概括成离子先发生迁移（阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动），接触电极后再放电。以期幫助学生理解电解原理及解答相关题目。但是这种教学模式并没能解决学生对电解原理本质上的理解。化学学科本身就是以实验为基础的一门学科，因此，在电解池教学中也应该从实验探究式教学模式进行，更能有效帮助学生深入理解其电解原理的本质。下面就通过电解几种电解质溶液的探究为例，进行分析原理。

一、 电解CuCl2溶液

对于电解过程而言，放电是个关键的环节，只有放电，电解质溶液才能导电，进而促进电解的进行。我们在实验室进行了分组实验，学生验证了两极的产物，初步分析出了电解的过程，阳极Cl-放电产生了Cl2，阴极Cu2+放电生成了Cu。

但此时教师应不能立即下结论概括离子迁移放电：

阳离子向阴极移动继而放电，阴离子向阳极移动继而放电。

继续进行接下来的实验。

二、 电解Na2SO4溶液

同样进行分组实验，进行两极产物的验证，很多时候教师在讲解时往往总结出如右图的“十字交叉法”即左侧的离子在阴极放电，根据氧化性强弱确定其放电顺序；同理，右侧的离子在阳极放电，根据还原性强弱确定其放电顺序，这种分析法在大多数场合用于分析电解问题确实方便，但也会干扰学生对电解FeCl2溶液的分析。为此，我们进行了下组实验，进行继续探究，让学生通过实验现象，更加明确离子迁移放电的问题。

三、 电解（NH4）2Fe（SO4）2溶液

由于摩尔盐[（NH4）2Fe（SO4）2]在空气中比FeSO4稳定，因此用（NH4）2Fe（SO4）2进行实验研究。学生分组实验：取少量（NH4）2Fe（SO4）2固体于小烧杯中，加蒸馏水溶解后向溶液中滴加1滴KSCN溶液。再将上述溶液进行电解实验。在实验过程中观察到：滴加1滴KSCN溶液后，小烧杯中溶液颜色微微变红，说明在搅拌过程中，有少量Fe2+被空气氧化。在电解过程中观察到阳极区溶液变为红色，这说明有大量的Fe2+在阳极放电，生成Fe3+。

通过几组实验，再进行总结概括，并不能简单概括为：在阴极放电的是阳离子，在阳极放电的是阴离子。学生把趋势理解成为必然的规律。通过实验教学，让学生更加清楚其电解的原理，构建模型：溶液中有还原性和氧化性的微粒，在外电场的作用下，第一步是具有还原性的微粒在阳极放电，具有氧化性的微粒在阴极放电，放电使得溶液中电荷不平衡。所以第二步就是溶液中没有参与放电的带点微粒发生迁移，使体系电荷均匀。

四、 电解Pb（NO3）2和Cu（NO3）2混合溶液

学生分组实验，进行产物分析

学生最初的理论分析，阳极：4OH--4e-O2↑+2H2O

阴极：Cu2++2e-Cu，但在整个实验过程中，在阴极上有红色物质附着，而阳极附近并没有观察到气泡的产生，而是观察到阳极石墨棒上附着一层黑色物质。从而开始展开了激烈讨论和质疑。

学生通过查阅资料得知，阳极上附着的黑色物质为PbO2，于是重新对阳极发生的离子放电问题进行了分析。

除以上几组实验之外，也可以让兴趣小组的学生利用课余时间再做电解高锰酸钾溶液的实验，录制视频，让学生通过实验现象讨论分析解释现象，从而能更深刻理解电解原理。

五、 小结

学生在高中学习的是电解的初步知识，是电化学的一些简单的基本原理，但对于电解原理的本质并不能从一两个简单的实验就诠释其工作原理，应让学生通过从探究实践中经历从肤浅的认识到深刻理解的过程，教师要注意概念教学的阶段性和层次性，把握好教学的度。对于尚不能完全交代的概念，教师要善于用一些反例将影响学生深入理解的问题渗透给学生，熟悉一般情况下的离子放电顺序，但也要注意特殊情况，初步让学生了解离子的放电顺序不是一成不变，诸多因素都会有影响其顺序。平时教学和考试中，还要控制好试题所涉及知识的深广度，因此在电化学方面的教学中还要多运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法进行有效教学，课后再让学生构建思维导图，使学生更进一步理解科学本质。

参考文献：

[1]吴克勇，蔡子华.中学化学教学参考[M].西安：陕西师范大学出版总社，2017.

[2]马薇，郭晓丽，魏锐，王澜.中学化学教学参考[M].西安：陕西师范大学出版总社，2017.

作者简介：

国庆，广东省河源市，广东省河源市河源中学。