水电解实验改进和教学思考

吴其特

摘 要 本文针对沪教版九年级化学上册中电解水实验存在气体的检验现象不明显，不易操作等问题对实验装置进行改进，使实验成功率更高，实验现象更明显。

关键词 水电解 实验改进 教学反思

中图分类号：G633.8 文献标识码：A

化学是一门以实验为基础的学科，学生通過实验探究形成化学观念，理解化学原理，掌握化学知识和技能。沪教版九年级化学《自然界中的水》中的水电解实验的现象和对水电解产物的检验与分析，对于研究水的组成具有决定性作用，通过探究水的组成学生初步知道物质是由元素组成的，为今后形成元素观及化学式书写的学习奠定了基础。因此水电解实验对于学生形成化学观念，突出本节课重点、突破难点至关重要。学生经历探究实验过程的体验，有利于激发思维，形成科学的方法，提高创新能力。

1水电解教学反思

教材中选用的水电解装置如图所示，该装置操作方便简单，但实际教学过程中经常遇到以下难题：

（1）电解水的速率慢，电解时间较长，造成课堂效率低。

（2）电解水产生的氢气和氧气体积比误差大，不能得出氢气和氧气体积比为2：1的结论。

（3）电解水产生气体的检验操作不方便，氧气的体积少，打开玻璃尖嘴处活塞常常不能使带火星的木条复燃，且稍有不慎还会有液体喷出，使带火星的木条熄灭，影响实验操作。氢气检验时现象不明显，在玻璃尖嘴处点燃，一般只能听到轻微的爆鸣声，火焰也是转瞬即逝，更难将干燥的小烧杯罩到火焰上观察产生水雾的实验现象。

2优化实验操作，改进实验效果

基于上述理由，我结合教学过程的实践对水电解实验加以改进。

所需的实验器材：一个干燥管和一个注射器，以及电解水器。应用上述仪器组装出如下图所示装置：

[实验方案]

（1）按如图1所示组成水解器实验装置，在水解装置中加放15%的氢氧化钠溶液。

（2）正极玻璃尖嘴用橡胶管与干燥管细口部相连接，固定装置。

（3）负极玻璃尖嘴用橡胶管与注射器相连接，固定装置。

（4）接16V学生电源，电解水，观察现象。

关闭电源，打开正极尖嘴活塞，将气体收集到干燥管中，用带火星木条伸入干燥管的圆球形处检验气体，观察现象。

（5）打开负极尖嘴活塞，将气体抽到注射器中，如图2注射器套上针管移到酒精灯处点燃，并在火焰上罩上一个干燥的小烧杯，观察实验现象。

3实验改进效果和教学思考

（1）教材提到可以加入氢氧化钠溶液增加导电性，但没有明确的浓度，如果加入的氢氧化钠溶液的浓度太低将影响电解的速度。通过对不同浓度氢氧化钠溶液电解对比实验得到 如下数据：

以上数据说明浓度适中的氢氧化钠溶液电解时产生的气体速率较快。我结合平时教学实践，发现在电压16V时，氢氧化钠的溶液浓度控制在10%-15%，电解水速率较快，一般只需不到2分钟。

（2）如表二，电极材料对水电解也会影响，电极材料可选用铂丝电极或铅锑合金保险丝，它的抗氧化性强，电解效果较好。另外实验前先对水进行预电解，使氢气和氧气在电解液中达到饱和状态，可有效减少误差，使氢气和氧气体积比接近2：1。

（3）电解完成后不在电解装置玻璃尖嘴处打开活塞检验气体，改用干燥管接到正极尖嘴处收集氧气再检验，可以观察到带火星木条复燃，现象非常明显。氢气则用接在负极的注射器抽取再点燃检验，既可以观察到氢气燃烧的现象，罩上干燥小烧杯杯壁上的水雾也很明显。

以上对于水电解实验教学的改进，实现了操作简单，电解速度快，实验成功率非常高，避免了课堂中出现气体检验失败的尴尬。既能提高课堂效率，增强实验说服力。实验的现象也更明显，更易于学生观察现象得出结论。总之面对新课程中的实验教学，需要我们不断学习新的教学理念，创新性的处理和使用教材，积极进行教学反思把实验探究的功能发挥到极致。

参考文献

[1] 王祖浩，王磊.义务教育课程标准教科书（化学九年级上册）[M].上海：上海教育出版社，2011.

[2] 程明银. 电解水实验的教学反思与装置改进[J].中小学实验与装备，2016（07）：41.

[3] 张振明. 对初三化学水电解实验的改进[J].教育革新，2008（08）：51.