时间：2023-05-30 09:46:51
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电解饱和食盐水，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：食盐水；电解；装置
文章编号：1008-0546（2012）07-0095-01
中图分类号：G633．8
文献标识码：B
doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．07．044
一、问题的提出
美国教育家戴尔在1946年所著的《视听教学法》一书中提出的著名的“经验之塔”成为至今仍为沿用的视听教学的理论基础。戴尔认为，“人们学习知识，一是由自己的直接经验获得，二是通过间接经验获得，当学习由直接到间接、由具体到抽象时，获得知识和技能就比较容易。”实验为学生的直接体验提供一个很好的平台，学生直接参与实验，能清楚的看、听、尝、摸和嗅到实验现象，在此基础上，才能有效地参与更加抽象的学习活动。因此必须确保实验的成功，才能有效地发挥实验的功能。
二、教材实验分析
下面我们先共同探讨教材实验，在苏教版中学化学教材《化学1》中，演示电解饱和食盐水的实验装置如图：
电解饱和食盐水的实验操作是：接通电源通电一段时间后，用小试管套在a管上收集U形管左端产生的气体，检验收集的气体；用一支小试管采取向上排空气法收集从b管导出的气体，观察收集到的气体的颜色；关闭电源，打开U形管左端的橡皮塞，向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，观察溶液的颜色。按照课本方案，优点是装置简单、操作方便，但实验结果通常只能看到——很难明显看到有黄绿色气体生成，且氯气检验的操作不方便，氯气容易溢出进而污染空气危害师生身体健康，不利于培养学生的环境保护意识。如果按如图装置在U型管里进行实验，阴阳离子在两极之间迁移距离过长，造成整个电路的电阻较大，电解产生的气流速率较慢；由此可以看到按教材做法实验效果不佳，因此寻求更有效的实验方案对于我们教师是必须的。
三、改进装置分析
同一个实验可以有多种实验方法，我们根据教学目的、设备条件、实验效果，选择最优一种。对实验方案进行调节的目的，就是要探讨那些能产生更优的化学实验效果的实验方法，为了突出鲜明的实验现象，便于学生观察，易于吸引学生的注意力，加深学生对知识点的认识，调动学生学习化学知识的兴趣，拓展学生的思维。针对教材实验存在的问题，通过查阅资料，我们设计了下面的方法进行实验取得了理想的教学效果。
1.实验装置
两个双孔橡皮塞分别插入连接导线的石墨棒和导管，用T形管和乳胶管连接导管和长颈漏斗，一个玻璃管安装带活塞的尖嘴管，另一个玻璃管安装分液漏斗，将仪器固定在铁架台上，装置如图。
2.实验方法
实验时在两个玻璃管中装满饱和食盐水，带尖嘴管一边的导线与电源的负极连接，带分液漏斗一边的导线与电源的正极连接，接通电源后观察两极和溶液内部颜色变化的现象。两极产生的气体储存在玻璃管中，液体则被压入到长颈漏斗中，当两玻璃管中的液面下降到一定程度时，断开电源，观察两极生成气体的颜色。然后打开尖嘴上的活塞点燃产生的气体，火焰呈蓝色，火焰上方罩上一只干冷的烧杯，烧杯内壁有液滴生成，说明阴极产生的气体是H2，关闭尖嘴上的活塞后，在分液漏斗中放入湿润的淀粉碘化钾试纸，并盖好塞子，再略旋开分液漏斗的活塞，将生成的气体（少量）压入分液漏斗并立即关闭分液漏斗上的活塞，可以观察到分液漏斗中湿润的淀粉碘化钾试纸由白色变蓝色，说明阳极产生的气体是Cl2一段时间后溶液红色逐渐消失，氯气消除。
3.实验反思
在遵循教材实验设计的基础上，实验装置改进后的优点：
（1）实验装置简单、操作很方便，易于清洗，实验现象明显，适用于学生分组实验。
（2）该实验内部含有有毒气体处理装置，能利用实验自身产生的氢氧化钠溶液和氯气相互反应，消除多余的氯气，避免实验过程中氯气对空气的污染。
（3）通过氢气的点燃，实验现象鲜明生动，有利于激发学生学习化学的积极性。
1、电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气，电解反应2Cl--2e-=Cl2，阴极上氢离子得到电子生成氢气，电解反应为2H++2e-=H2，总反应为2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2+H2。
2、电解食盐水是一个实验，实验结果为：通电后，食盐水中的氯化钠（NaCl）与水（H2O）发生电离，分别在阴极与阳极生成氢气（H2）与氯气（Cl2）。剩下的氢氧根离子与钠离子结合生成氢氧化钠（NaOH）。
3、工业上常用电解食盐水制取氢氧化钠。由于氯离子或氯气与氢氧化钠溶液接触会生成氯化钠和次氯酸钠（NaClO），工业制氢氧化钠使用特殊构造的、带有离子交换膜（不允许带负电的氯离子或氯气通过）的电解槽隔绝氯离子或氯气与氢氧化钠。
4、电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2或Cl离子接触会生成NaClO与NaCl，H?和Cl?混合遇火或光照能发生爆炸。在工业生产中，要避免这几种产物混合，常使反应在特殊构造的、带有离子交换膜（不允许带负电的氯离子或氯气通过）的电解槽中进行。
（来源：文章屋网 ）
1利用动画模拟认识电解熔融氯化钠的有关知识，进而学习电解基本原理
［交流・研讨］―初识电解
工业上可以用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠，右图为该法的装置示意图。容器中盛有熔融的氯化钠，两侧均插入石墨片作为电极，两个电极分别与电源的正极和负极相连。
［引导讨论］
1.接通电源前，熔融的氯化钠中有哪些离子？这些离子的运动情况怎样？
2.接通电源后，熔融氯化钠中Na+和Cl-各向哪个方向移动？
3.接通电源后，外电路上的电流方向怎样？
4.移动到两电极表面的Na+和Cl-将怎样变化？
［微观模拟］
由于我们实验室无条件做这个实验，我们借助于多媒体动画来模拟上述四个微观动作。注意：使用平面图，可以不展示工业生产的装置，简单的学习基本的原理，这样便于接受。
［学生活动］观察模拟后，小组讨论，然后派代表汇报讨论结果。
1.通电前，氯化钠在熔融状态下发生电离，生成自由移动的钠离子和氯离子，此时钠离子和氯离子做杂乱无章的热运动。通电后，在电场的作用下，钠离子和氯离子作定向移动，其中钠离子移向a极(与电源负极相连的电极)，氯离子移向b极(与电源正极相连的电极)。
2.在闭合回路中，电流从电源的正极流向负极，而电子从电源的负极流向正极。因此，在整个电解装置中，电子从电源的负极流向a极，Na+在a极得电子，发生还原反应；电子从b极流向电源的正极，Cl-在b极失去电子，发生氧化反应。因此，在a极，钠离子得电子生成金属：Na++e-Na；在b极，氯离子失电子被氧化为氯原子，两个氯原子结合成Cl2：2Cl-Cl2+2e-。
［教师活动］展示电解熔融氯化钠，分析用幻灯片，由学生填写，加深记忆。进而师生共同总结归纳电解原理。
2活动探究和动画模拟相结合学习电解氯化铜溶液，研究离子的放电顺序
［活动探究］如右图所示，在U型管中用惰性电极(石墨)电解氯化铜溶液。用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极生成的产物。
［激疑］请大家在进行实验前思考下列问题：
1.接通电源前，CuCl2溶液中有哪些离子？
2.接通电源后，CuCl2溶液中的这些离子在电场的作用下分别向哪个电极移动？
3.这些离子在电极上可能发生什么反应？请写出相应的电极反应式。
［学生活动］讨论，分析，预测并解答问题
1.在氯化铜溶液中，氯化铜会发生电离，生成铜离子和氯离子，水也会发生微弱的电离生成氢离子和氢氧根离子。在电场的作用下，铜离子和氢离子向阴极移动，氯离子和氢氧根离子向阳极移动。
2.在阴极可能发生如下反应：Cu2++2e-Cu、2H++2e-H2
在阳极可能发生如下反应：2Cl-Cl2+2e-、4OH-2H2O+O2+4e-(OH-的放电，学生书写可能有难度，应加以指导)
［引导］请学生根据可能发生的电极反应式，推测实验可能出现的现象，然后分组进行实验，有目的地去观察实验现象。
［学生活动］分组进行电解氯化铜的实验，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验阳极生成的产物。
观察实验现象，在此基础上得出实验结论。
实验现象：阴极的石墨棒上有红色的铜析出，阳极石墨棒附近的湿润淀粉碘化钾试纸变蓝。
实验结论：在阴极，铜离子发生反应的能力强于氢离子，生成了铜单质；在阳极，氯离子发生反应的能力强于氢氧根离子，生成了氯气。
［微观模拟］为了帮助学生加深对这个反应的认识，我们从微观离子的角度再观察一遍，进行电脑动画模拟过程。
［思考］从刚才对实验现象和预测现象的对比，我们发现了一个问题，当一个电极周围存在多种可能放电的离子时，不是大家共同放电，而往往只有一种离子放电？你认为放电能力与什么因素有关？(物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电。)
发现问题，激疑，使学生学习情绪持续高张。
［学会讨论后总结］物质在阴极发生反应，本质上是得电子，发生还原反应的过程，因此，物质的氧化性越强，越易发生反应，如铜离子的氧化性强于氢离子，因此放电能力为Cu2+>H+。物质在阳极发生反应，本质上是失电子，发生氧化反应的过程，因此物质的还原性越强，越易发生反应，如氯离子的还原性强于氢氧根离子，因此放电能力为Cl->OH-。
目的：学生预测现象和实验真实现象的鲜明对比会激发学生学习的兴趣和热情，这正是突破思维钝点的好时机，教师要善于抓住学习中出现的细小机会，使学生综合能力得到训练和提高。
3巧用动画模拟突破阴极产物判断的教学难点，探究电解饱和食盐水
［活动探究］用石墨电极电解饱和食盐水。
按右图所示安装仪器，电极材料为石墨，电解质溶液为加有酚酞的饱和食盐水。
1.接通电源，观察电极表面出现的现象，根据你已学的化学知识，设法检验两极附近溶液的变化并判断气体产物。
2.判断阴极和阳极，写出电极反应式和电解反应的化学方程式。
电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，氯碱工业的产品―烧碱和氯气是应用很广的重要化工原料。在实验前请大家交流讨论下列问题：
1.请你分析饱和食盐水中可能存在哪些离子，在电场中它们的移动方向如何，可能发生的电极反应是什么？
2.分别写出阴极和阳极的电极反应式。
［学生讨论分析］1.Na+、H+移向阴极，Cl-、OH-移向阳极，由得失电子顺序，可知阴极反应为：2H++2e-H2，阳极反应为：2Cl-Cl2+2e-。
［学生活动］预测现象。
教师应注意引导学生从OH-的来源和离子的移动方向进行双向分析。
第一种可能：阴极区有无色无味的气体；阳极区溶液变红色，阳极区有黄绿色的气体生成，且生成的气体可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
第二种可能：阴极区有无色无味的气体，且阴极区溶液变红色；阳极区有黄绿色的气体生成，且生成的气体可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
注意：大部分学生会认为第一种可能是正确的，教师要有效的抓住时机激发学生学习的兴趣。
［学生活动］动手实验和交流分析现象。
展示现象：阴极区有无色无味的气体，且阴极区溶液变红色；阳极区有黄绿色的气体生成，且生成的气体可以以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
结论：有NaOH、H2和氯气生成。
［追问］第二种预测是正确的，为什么呢？
离子交换膜法电解原理示意图
此处进行动画模拟，然后由学生分析，进而进行师生总结。
［师生总结］在饱和食盐水中，阳离子Na+和水电离出的H+移向阴极，H+在阴极上发生还原反应：2H++2e-H2；而阴离子Cl-和水电离出的OH-移向阴极，Cl-在阳极上发生氧化反应：2Cl-Cl2+2e-。在电解过程中，由于阴极区H+浓度变小，水的电离平衡向生成H+和OH-的方向移动，随着H+不断变为氢原子并最终形成氢气逸出 ， 使阴极区溶液中的OH-越来越多。如果设法用隔膜阻止OH-移向阳极，则氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱，这就是电解食盐水制备烧碱的原理。电解食盐水还可以得到另外两种重要的化工产品――氯气和氢气。
电解食盐水的总反应为：2NaCl+2H2O
2NaOH+H2+Cl2
［设疑］在实际电解饱和食盐水时，电解池的阴极区和阳极区用阳离子交换膜隔开，使得阴极区的OH-不能进入阳极区。电解饱和食盐水时为什么要阻止阴极区的OH-进入阳极区？
［学生讨论后小结］电解过程中，在电场的作用下，阳离子向阴极移动，而阴离子向阳极移动。由于在阳极氯离子失去电子生成氯气，若不采取措施，氢氧根离子会向阳极移动，从而与氯气发生反应，既减少了氯气的产量，又会使得到氢氧化钠不纯。因此，必须阻止氢氧根离子向阳极移动。
［教师进一步阐释］目前，常用的隔膜有石棉隔膜和阳离子交换膜。石棉隔膜能阻止气体通过，但允许水分子及离子通过。由于氢氧根离子能透过隔膜，因此氯气会与氢氧根发生反应，导致制得的氢氧化钠不纯。而阳离子交换膜只允许阳离子通过，而不允许阴离子及气体通过，也就是说，只允许钠离子通过，氯离子、氢氧根离子和氢气、氯气都不能通过。这样既可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气相混合在一定条件下引起爆炸，又能避免氯气与氢氧化钠作用生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。
浩瀚的海洋是巨大的资源宝库，它不仅孕育了生命，还有丰富的矿产。地球上的海水总体积约有137亿立方千米，已知其中含有80多种元素，可供提取利用的有50多种，是宝贵的化学资源。在高中化学必修2和选修4、选修2中均涉及海水资源的内容，就中学教材而言，需要学生从高中课本中理解以下知识。
一、海水淡化
地球上的水量虽然很大，但是97%是海水，淡水资源仅占水资源总量的3%，而且分布不均匀，有的地方淡水资源极为缺乏。海水淡化能解决一部分地区的淡水危机，将海水转变成淡水技术在中学化学中讲到两种方法。
（一）蒸馏法
蒸馏法是通过加热海水使之沸腾汽化，让盐留在圆底烧瓶里，水蒸汽冷凝成淡水的方法。
（二）电渗析法
电渗析法是利用电场的作用，强行将离子（Na+ Cl-）向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。
1. 从海水中提取盐。将海水引入到海滩上的盐田里，利用日光和风力逐渐使水蒸发，慢慢浓缩，使食盐呈结晶析出，剩下的盐卤中有氯化钾、氯化镁，还含有少量氯化钠，可利用三种物质溶解度的不同将它们分离开来。
2. 食盐资源的利用。工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。电解时溶液中的H+比Na+容易得到电子，因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子囊跫放出，即阴极反应为2H++2e-=H2（还原反应）；溶液中的Cl-比OH-容易失去电子，因而Cl-不断地从阳极失去电子被氧化为Cl2，即阳极反应为2Cl--2e-=Cl2（氧化反应）。在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH-，H+又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。因此，电解饱和食盐水的总反应可以表示为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2。工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气。在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO等，H2和Cl2混合遇火能发生爆炸，所以在工业生产中，要避免这几种产物混合，常使反应在特殊的电解槽中进行（如图所示）。
二、从海水提取溴
从海水中提取Br2约占世界溴产量的1/3，常见的溴水提取技术叫吹出法.用Cl2置换出海水中的Br-，利用Br2的挥发性特强用热空气或水蒸气吹出溴蒸气，最后冷凝得液溴，中间过程用SO2与Br2反应的目的是富集溴，其过程如下。
三、从海水提取重水（D2O）
关键词 信息素养 化学教学 新课程改革
中图分类号：G633.8 文献标识码：A
课标“过程与方法”目标对学生有两个要求：一是掌握化学学习的方法和培养自主学习的能力，即运用多种手段获取信息并对信息进行加工；二是认识科学探究的方法和培养问题意识。新课标的高考试题特别强调考查学生的信息素养，特别重视考生获取与加工信息的能力。所以培养学生良好的信息素养，既是高考的要求，更是人才培养的要求。下面，笔者结合高一化学氯气的生产原理及性质教学，谈一点粗浅的看法。
1 提高学生的信息意识的基本途径
1.1 用好化学课程信息化资源，培养学生信息意识
新课程改革背景下的中学化学教学，是一种基于资源的教学。在我们新课程化学教材中设置了大量的“化学史话”，“实验探究”等栏目， 无疑，这些都是培养学生信息意识的很好的资源。例如本节课氯气的发现史，1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，意外地发现生成了一种黄绿色的气体，并对它进行了研究，从而导致氯气及其性质的发现。1810年英国化学家戴维在此基础上进一步研究氯气的性质并确定了元素组成。其实，科学工作者在做某个项目研究前就两个将问题必须弄明白：一是前人对这个问题研究到什么程度？做过哪些有益的实验？有哪些可借鉴的数据和结论？二是已公开的数据可靠性如何？一些数据有没有争议？有哪些问题属于空白？还有无研究的价值？这些都是最基本的信息检索能力。这样在教学中我们充分借助这些教学资源，有意识地向学生灌输信息意识，并引导学生认识利用信息资源的重要性，自然也增强了学生的信息意识。
1.2 利用教师自身信息资源，培养学生信息意识
教师的信息素养状况对学生的信息意识的启发和学习热情有直接的影响，假如我们的老师上课只是照本宣科，研究问题时只是闭门造车，并不知道查一查该问题国内外的研究水平和发展趋势等，很难想象这不会给学生造成负面影响。如氯气的生产原理这一节讲到食盐的用途时，可以将食盐在生活中的妙用向学生介绍，讲到氯气的性质时，可以介绍第一次世界大战时氯气被当成化学武器进行杀人等情境。在教学中，教师尽量做到每一堂化学课都有新的信息带给学生。这样，我们的化学课堂教学知识背景新颖，信息量大，充满新时代的气息，学生的学习兴趣和获取知识的欲望就会高涨，同时这种教师个人信息素养的展示可以很好地诱导学生信息意识的产生与强化。
2 提高学生的获取信息能力的主要方法
2.1 在实验教学中收集信息
课标教材在探究实验、问题讨论等方面为师生搭建了一个平台，课堂不再是学生复制知识的加工厂，师生大显身手的前提是知己（学情）知彼（知识结构），才能设计出合理的问题情景，达到“在问题中探究，在探究中学习”的教学目的。氯气的生产原理——电解饱和食盐水实验的教学时，我首先对比电解水和电解饱和食盐水的实验现象，然后引发问题：观察到什么现象？预测分析两电极上产生的气体可能是什么物质？（引导：学生从元素守恒角度分析）如何用实验来确认？你需要哪些信息？假如溶液中Cl-全部转化为Cl2逸出，此时溶液中大量存在的溶质微粒是什么？采用什么样的实验可证明电解液的碱性是电解产生的，还是溶液原来就具有的？通过问题组展开教学，引导学生观察并记录实验现象，从实验中获取第一手信息。较好地解决了部分同学动手能力弱，实验时畏畏缩缩，实验操作不规范，实验速度太慢等问题。
2.省略.省略/u/vw/6034742）。镜头三：游泳池氯气“可怕的毒药水”（链）以真实事故为背景，引起学生强烈的求知欲，再及时追问 “从上面的材料中你能知道氯气到底是怎样一种物质，它具有怎样的物理、化学性质？为什么它能使人民生命财产造成如此大的损失？”学生学习兴趣高涨，或思考，或交流，不由自主地投入了学习。
2.3 通过调查研究获得信息
化学教学中多途径地渗透信息教育因素，这也正是新课程标准中设置大量“查阅”与“调查”的目的。对本节“查阅有关资料，了解人们是如何从海水中获得氯化钠和使用氯化钠的，将有关的情况与同学交流讨论”栏目，教师课前让学生通过网络引擎搜索或通过调查、交谈、书籍、报纸等多种途径去查阅相关内容，将获得的信息在课堂中交流汇报。让他们在查阅中提高资料的检索技能和信息提取能力；在交流汇报中，提高信息的表达水平。
3 加强学生的利用信息能力的研究
在组织对“氯气的实验室制取”的学习时，为帮助学生加强对气体制备装置的了解，形成气体制备的一般思路，可设置如下片段：在氯气的性质学习之前，要用实验证明氯气的存在有一定困难，为此教师通过“信息卡”向学生提供氯气的相关知识“氯气是一种黄绿色有毒气体，有刺激性气味，密度比空气大，能溶于水，难溶于饱和食盐水，易与氢氧化钠溶液反应，不易燃烧。” 然后将氯气的制备装置分为发生、净化、收集、尾气处理四部分，每部分提供几种装置以供选择，让学生根据所给的信息，进行适度的分析归纳、概括比较等信息处理，通过交流、讨论、探究这四类装置，再组合成完整的实验装置，使其形成气体制备的一般思路。这样通过信息的获取，应用，并从不同角度，不同层次进行推敲、验证，学生对气体制备装置选择的理解会更加深刻。
在教学中，教师可多设置开放性、探究性的问题，进行从多个角度分析同一问题方面的训练，让学生在别人传达的信息中寻找启迪，学会分析、比较、和评判。例如：在氯气的性质的教学中，为活跃气氛，加深理解，我说，本节教材中有四种含“氯”的物质，即氯水、液氯，新制氯水与久置氯水，易混易错，若分不清楚只能望“题”兴叹。请大家讨论三个问题：氯水与液氯是不是完全相同的物质？液氯、新制氯水、久置氯水区别的方式有几种？大家讨论得热火朝天，想出的办法和答案自然就丰富了课堂信息。我对大家的争论一概不做任何评价，最后布置一个研究性作业供同学们利用课余时间通过查找资料解决，并写成相关小论文。这样既可培养学生学会表达自己、倾听他人意见、反思个人知识结构和思维方式的意识和能力，也提高了对信息的处理、分析能力和知识的应用能力。
良好的信息素养不是一朝一夕的事，作为一线的化学教师，我们必须抓住课堂主阵地，不断努力探索和挖掘培养和提高学生信息素养的最好方法，把信息素养的精神、意图整合到化学课程和教学的要求中去，贯穿于整个教学活动的始终，让学生不断受到信息知识的熏陶和信息能力的培养，让学生得到全面的健康的可持续发展。
参考文献
关键词： 微型装置；综合应用；电解；燃料电池
文章编号：1005－6629(2007)01－0006－03中图分类号：G633.8 文献标识码：C
2003 年 4 月颁布的普通高中化学课程标准中提出“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”。这一理念指导下的化学课堂学生活动设计要充分贴近学生生活，根据学生的认知水平和教学条件，引导学生亲自动手开展活动、进行探索和思考。本文参考国外有关文献并结合我国中学具体条件，利用生活中的常见材料设计的一套微型电解装置，具有材料易得、操作简单、现象明显、综合性强的特点。
1装置设计
材料准备：二根长约9cm直径约2mm粗铅笔芯（可从普通铅笔中剥离得到）、导线、二个一次性塑料输液管（无污染的）、9伏电池、培养皿、细铁丝、音乐贺卡中蜂鸣器的集成电路板。
从二个一次性输液管上截取各自其中间的滴管部分（上端口处留约1cm，下端稍处留0.5cm，容积约为10mL，），取一端削尖的粗铅笔芯（其直径与输液管滴管上口内径相当），把输液管滴管上端用热水烫软后将粗铅笔芯从滴管上端插入至下端出口处制成阳极室；取普通导线并剥去下半截的绝缘塑料（长度与滴管相当），出铜丝并将其从另一个滴管上端插入至下端出口处，小心加热上端细塑料管处使其上端密封，制成阴极室；最后用细铁丝做成支架将滴管部分固定，同时准备好一个培养皿和9伏的电池搭好装置（如图1）。
2融入新课程
该设计可渗透于下列新的化学课程内容标准的教学活动中：
⑴必修模块“化学1”中“主题2化学实验基础”：3．能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。
⑵必修模块“化学1”中“主题3 常见的无机物及其应用”：6．通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
⑶选修模块“化学与技术”中“主题1化学与资源开发利用”：2．了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。
⑷选修模块“化学反应原理”中“主题1化学反应与能量”：4．体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
⑸选修模块“实验化学”中“主题1化学实验基础”：3．树立绿色化学思想，形成环境保护意识。
3综合应用
3.1 探究电解饱和食盐水的产物
3．1．1 实验原理
利用电解原理，2NaCl+2H2ONaOH+Cl2+H2。让阳极的反应和阴极反应分别发生于两个电极室，电解过程中阴极室溶液（事先滴入酚酞试液）很快变红，说明有碱性物质（NaOH）生成；当阴极室收集满气体后，靠近酒精灯挤压滴管，可先观察到明显的黄色火焰（Na+的焰色反应），随后反复挤压滴管，会因滴管中混入空气产生轻微爆鸣声，以此探究阴极室中的气体成分为氢气；在阳极室得到黄绿色有刺激性气味气体，轻轻挤压阳极滴管，因氯气被阴极生成氢氧化钠溶液吸收，发生反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，一段时间后可观察到溶液的红色消失，阳极室气体体积逐渐减少。
3．1．2 活动过程
分组完成，可让2-4名同学一组，完成下列活动。
⑴配制氯化钠饱和溶液30mL，滴入2-3滴酚酞试液；
⑵小心挤压滴管吸入氯化钠饱和溶液，使之充满滴管，并将两个滴管的下端浸入盛有少量饱和氯化钠溶液的培养皿中，用铁丝架固定（如图2）；
⑶把连有铅笔芯的导线接在9伏电池的正极，另一端接在负极；当阴极均充满气体时，停止通电；
⑷小心取下阴极滴管（开口一端朝下），用滤纸吸干开口附近液体，移近至燃着的酒精灯，轻轻挤压滴管，观察并思考实验现象；
⑸轻轻挤压阳极滴管，使培养皿中少量液体（红色碱液）进入滴管，并小心振荡，观察并思考实验现象，同组同学间相互交流。
3.2 制作氢氯燃料电池
3．2．1 实验原理
利用反应：H2+Cl2=2HCl，使H2-2e-=2H+和Cl2+2e-=2Cl-分别发生于两个电极上，使外电路中产生电子定向迁移形成电流，将化学能变为电能，从而使音乐贺卡的蜂鸣器发出动听的音乐。
3．2．2 活动过程
⑴配制氯化钠饱和溶液30mL；
⑵小心挤压滴管吸入氯化钠饱和溶液，使之充满滴管，并将两个滴管的下端浸入盛有少量饱和氯化钠溶液的培养皿中，用铁丝架固定；
⑶把连有铅笔芯的导线接在9伏电池的正极，另一端接在负极；通电约一分钟后使两极分别产生少量氯气和氢气，停止通电；
⑷撤掉电池，将连有铅笔芯的导线（即产生氯气的电极）接在音乐贺卡蜂鸣器集成电路的正极，另一电极接在负极，观察并分析产生现象及其原因。
此外，本实验装置还可用作：利用不同电极和不同电解质溶液来探究电解原理及比较电极反应中不同微粒的放电能力、制备少量家用消毒液（次氯酸溶液）等活动的开展。
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准（实验）[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、氧气制备的一系列问题
1、实验室制法：
（1）原理及反应：①2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ② 2KClO32KCl+3O2
（2）装置类型：固 + 固气体。
（3）收集方法：①排水法。 ②向上排空气法。
（4）验满：用带火星的木条靠近管口，木条复燃者，说明已收集满。
制备要诀：二氧化锰氯酸钾，混合均匀把热加；高锰酸钾易分解，都是氧气的制法；余烬木条可用检，收集采用排水法。
2、非常规制法：
（1）原理及反应：① 2H2O22H2O+O2 ② 2Na2O2+H2O=2NaOH+O2
（2）装置类型：固 +固 气体，或 固 + 液 气体
3、工业制法：
① 电解水法：2H2O 2H2+ O2
②分离液态空气法：空气经净化降温加压成液态空气化学论文，减压蒸发液态空气，先挥发氮气，留下液态氧气。
二、氯气制备的一系列问题
1、实验室制法：
（1）原理及反应：① MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2+2H2O + Cl2
② KClO3 +6HCl(浓) KCl+3H2O + 3Cl2
（2）装置类型：固+ 液 气体。
（3）收集方法：①排饱和的食盐水法。 ②向上排空气法。
（4）验满：用湿润的淀粉试纸靠近管口，试纸变蓝者，说明已收集满。
（5）尾气处理：碱液吸收（如NaOH溶液）
制备要诀：二氧化锰浓盐酸，混合反应要热源；瓶口超上收集满，尾气处理要用碱。
2、非常规制法：
（1）原理及反应：2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2+8H2O + 5Cl2
（2）装置类型： 固 + 液 气体
注：也可采用 固 + 液 气体的另一种方法：
即 MnO2 + 3H2SO4(浓) + 2NaCl 2NaHSO4+ MnSO4 + Cl2+ 2H2O
3、工业制法：
① 电解饱和食盐水法：2NaCl +2H2OH2+ Cl2+ 2NaOH
② 电解熔融的金属氯化物：2NaCl（熔） Cl2+ 2Na
三、氯化氢气体制备的一系列问题
1、实验室制法：
（1）原理及反应：①H2SO4(浓) + NaCl NaHSO4+ HCl
②H2SO4(浓) +2 NaCl Na2SO4+2HCl
（2）装置类型：固+ 液 气体。
（3）收集方法：向上排空气法期刊网。
（4）验满：①用湿润的蓝色石蕊试纸靠近管口，试纸变红者，说明已收集满。
②用玻璃棒蘸取浓氨水靠近管口，出现白烟。
（5）尾气处理：用水或碱液吸收（如H2O 、NaOH溶液，但应注意用倒扣漏斗，以防止倒吸）。
制备要诀：固体食盐硫酸浓，微热产生氯化氢；瓶口朝上来收集，石蕊试纸蓝变红。
2、非常规制法：
（1）原理及反应：HCl(浓) HCl
注意：①H2SO4(浓) 可吸水。②H2SO4(浓) 遇水会放出大量热，更有利于HCl的逸出。
（2）装置类型： 液 + 液 气体
3、工业制法： H2 + Cl2= 2HCl
四、氨气制备的一系列问题
1、实验室制法：
（1）原理及反应： 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2+ 2NH3+ 2H2O
（2）装置类型：固+ 固 气体。
（3）收集方法：向下排空气法。
（4）验满：①用湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝者，说明已收集满。
②用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近管口，出现白烟。
（5）尾气处理：用水吸收（但应注意用倒扣漏斗，以防止倒吸）。
制备要诀：熟石灰和氯化氨，倾斜试管要热源；瓶口朝下收集满，石蕊试纸红变蓝。
2、非常规制法：
（1）原理及反应：NH3·H2O(浓) NH3+ H2O
注意：①NaOH(固)或CaO 可吸水。②NaOH(固)或CaO 溶于水会放出大量热，
有利于HCl的逸出。③在平衡：NH3 + H2ONH3·H2ONH3 + H2O(此原
理的解释常作考点出现)
（2）装置类型： 液 + 固气体
3、工业制法： N2 + 3H22NH3
五、二氧化碳气体制备的一系列问题
1、实验室制法：
（1）原理及反应：CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + CO2+ H2O
（2）装置类型：固+ 液 气体。
（3）收集方法：向上排空气法。
（4）验满：用带火星的木条靠近管口，木条熄灭者，说明已收集满。
制备要诀：稀盐酸和石灰石化学论文，常温反应也容易；两物混合泡沫起，瓶口朝上来收集。
2、非常规制法：
（1）原理及反应：双水解法：AlCl3 + 3NaHCO3 =Al(OH)3+3NaCl + CO2
（2）装置类型： 液 + 液气体
注：除上述装置类型不同制法外，也可采用Na2CO3与H2SO4反应，
即：Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4+ H2O + CO2
3、工业制法：
煅烧石灰石： CaCO3CaO + CO2
五种气体常规与非常规制法归纳应用题型举例
某兴趣小组同学共同设计了如图所示的实验装置。
该装置既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质，
[关键词]中等专业学校；问题意识；化学课堂
[中图分类号]G710
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712（2015）30-0063-02[ZW（N]
[作者简介]吴萍（1978―），女，江苏省无锡人，教育硕士，江苏省无锡汽车工程中等专业学校教师，中学一级。
中等专业学校的学生虽然基础薄弱，像化学这类自然学科绝大多数学生还是可以听懂的，也能够掌握教材中的基本知识，然而遇到实际的化学问题却总是照猫画虎，不能灵活、准确地运用所学知识和方法去分析和解决。造成这种局面的原因之一是学生在学习过程中缺乏问题意识，全盘接纳教师教授的知识，不会质疑。在化学课堂教学中，教师总是怕学生底子薄，所以就只注重知识的传授，很少注意学生问题意识的培养。久而久之，学生就全无问题意识，思维不畅，不愿意去化解矛盾，缺乏求知创新意识。
一、在形成化学知识体系的过程中培养学生的问题意识[HTSS]
化学源于生活，更多的是服务生活。学生在化学学习过程中的问题意识是随知识的不断深入而发展的。在化学教学中，要让学生亲身体验到化学知识带给他们的奇妙乐趣，让他们认识到化学知识无处不在，了解到化学知识在生活中的广泛应用。此外，还要注重以鲜活的实例来激发学生追求知识的热情，以引起其思维上的共鸣，让其产生质疑，形成问题意识。例如，在学习硫和氮的氧化物时，让学生观看近年来的雾霾现象。许多学生都亲身感受到了雾霾，自然就会产生这样的质疑：形成雾霾的“罪魁祸首”是什么？这些“罪魁祸首”是怎样产生的？应该怎样预防？空气质量与污染指数之间存在怎样的关系？空气污染程度与人体健康关系如何？学生会情不自禁地寻求答案。一个新颖、富有启发性的化学情境，不但能够激发学生的学习兴趣，而且能够唤起学生敏感的问题意识，让学生在不知不觉中质疑、释疑、解疑。学生带着疑问从实验和书本中寻求解决问题的途径，从而产生探究学习、追求真理的欲望，激发科学的探究潜能。
二、在诱导质疑知识建构的过程中培养学生的问题意识[HTSS]
课堂教学是双边发展的过程，是教师将知识传授给学生、学生将知识转化为能力的过程。在课堂上，师生双方要通过相互交流、沟通补充、质疑释疑，来分享彼此的思想与知识，融合彼此间的情感与体验，从而达成教与学的快速提升。在教学过程中，教师应创设启迪学生问题意识的条件，诱导学生在认知过程中质疑，使学生处于厚积薄发的状态。例如在学习浓硫酸的氧化性时，可以先让学生写出稀硫酸与铁、锌反应的化学方程式，然后让学生探究铜是否与稀硫酸反应，接下来，再让学生探究常温下铁和铝是否与浓硫酸反应，加热时铜是否与浓硫酸反应，让学生在探究实验过程中自己产生质疑：（1）为什么常温下，铁和铝能溶解于稀硫酸，而不能溶解于浓硫酸？（2）为什么铜在加热条件下不能溶解于稀硫酸，而能溶解于浓硫酸？
用中学所学的化学知识完全可以解释第一个问题。在金属活动顺序表中Al、Fe位于H之前，H位于Cu之后，在金属活动顺序表中只能是前面的金属置换出后面的金属。那么，第二个问题就与金属活动顺序背道而驰了，要想释疑，最简单的方法还是实验探究。学生再次审视探究就会发现：一方面，铁和铝在插入浓硫酸的瞬间会产生气体，加热浓硫酸也会溶解；另一方面，铜与浓硫酸加热产生的气体有刺激性的气味，这绝非铜置换出的氢气。那么，这种气体是什么呢？学生可以通过反应物来进一步猜想，并对猜想进行实验探究。
课堂上创设与已有知识相悖的化学实验现象，使学生落入“陷阱”之中，自己产生质疑，形成问题
意识。这种质疑的课堂气氛活跃，探究、讨论热烈，学生会再次细致地观察现象，重新构建知识体系。
三、在释疑和解疑的过程中培养学生的问题意识[HTSS]
学习的过程是质疑、释疑，再质疑、再释疑的循环过程。解疑必须思考，思考源于质疑，没有质疑就没有学生积极思维的火种，没有质疑就没有学生创新思维的呈现。化学课堂更多的是探究，是追求真理，探究的过程需要学生勇于质疑、主动思考。教师要让学生在质疑和释疑的过程中步步深入，在质疑、释疑和解疑的循环中形成问题意识。例如，在学习电解原理在工业上的应用时，以电解饱和食盐水为例，首先可通过下列装置来认识电解原理，并通过实验探究解决相关的质疑：
（1）为什么在上述电解饱和食盐水的实验中，Fe和石墨两极都产生气体？这些气体是什么？（2）为什么石墨电极产生的气体会使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，而在Fe电极附近滴加酚酞溶液会变红？（3）电解装置工作时，溶液中的Na+怎样移动？Na+浓度怎样变化？（4）通过该装置制得的烧碱溶液纯净吗？怎样改进该装置才更合理？（5）电解NaCl溶液与电解CuCl2溶液现象有什么异同点？
探究实验过程中产生的层层推进的质疑，不仅让学生树立了问题意识，而且让学生学会了认识化学反应原理的方法。学生在思维过程中产生质疑，在不断释疑、解疑的过程中发展问题意识，提升推理能力。
总之，没有质疑过程，就没有思考、释疑的过程，就没有发展进步。任何创新都是以质疑为起点，以解疑为终点，不会质疑就不会创新。因此，培养学生的问题意识不仅仅是化学课堂教学的方式问题，更是教育观念的问题。作为中等专业学校的教师，唯有提高化学学科素养，营造开放的教育环境，从学生的实际出发，注重培养学生的问题意识，才能提高学生在学习过程中质疑、释疑、解疑的能力，培养出适应社会的创新人才。
参考文献：
关键词：微型实验；电解；学生探究
文章编号：1008-0546（2015）06-0094-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
针对教科书介绍的相关电解实验方案存在试剂用量较多、实验现象不易被所有学生看到、不太适合学生进行自主探究等不足，笔者借助于天然指示剂紫甘蓝汁，利用西林瓶（一种胶塞封口的小瓶子）、饮料瓶盖、注射针针头、电池、铅笔芯等物质设计了适合学生探究的微型电解实验[1]，经常态课堂和综合实践活动课中应用，效果良好。
该实验设计参加了无锡市中学化学实验设计大赛和江苏省理化生实验教学设计比赛，均获得一等奖的好成绩。比赛后不少现场观摩的老师和笔者探讨微型实验的设计，认为该实验设计巧妙、现象明显、表征手段独特、低成本、绿色化；但也有一些老师认为该设计如果作为学生实验，学生将西林瓶倾倒于瓶盖中时，容易导致电解液泄漏。为了开发更适合学生探究的微型电解实验，笔者对其进行了再次研究，现将开发的的一些微型电解实验方案介绍如下。
一、实验设计
1. 以“滤纸”作为“微型盐桥”
如图2所示将两个西林瓶正放于桌面上，此时需要解决的是寻找一个“微型盐桥”来确保整个装置回路。经过多次尝试发现用润湿的滤纸连接在两个西林瓶的电解液中效果较好，连接电源后实验现象同图1介绍的实验方案一样，操作比较简便，同时也解决了电解液泄漏的问题。
2. 以塑料滴管作为电解液的“载体”
与胶头滴管相比，塑料滴管由于其质地柔软，易弯曲等特点，不仅具有滴加试剂的功能，还能作为电解液的载体。在进行本实验时，先将指示剂紫甘蓝汁和电解液硫酸钠溶液吸入滴管中（注意量不要超过滴管体积的一半），然后横放，将注射针针头插入滴管中（如图3所示），连接电池，可以发现现象非常明显，短时间内阴阳极呈现鲜明的颜色差别，而且在电解饱和食盐水时，产生的氯气并不会逸散到空气中，此外该实验的一个优点就是反应结束后可以将阴阳极反应产物混合，对比前后溶液颜色变化，帮助学生认识电解前后反应体系pH的变化，能够有效地突破这个教学难点。
3. 以宽口径试管为电解液的“载体”
由于这样的试管具有宽口径和管身较短这样的特点，适合作为电解液的载体。在电解的过程中阴阳极区域并没有分开，为了便于观察阴阳两极的现象，可以将一块纸板放入其中（如图4所示），将阴阳极分开。电极可以选择注射针针头或回形针，也可以选择铅笔笔芯。
（需要说明的是图2、3、4在绘制时均省略了电源和导线）
二、实验反思
在对于微型实验的研究过程中，笔者感觉到微型化学实验在中学推广艰难的原因之一就是化学反应有时在微量和常量时给予观察者的感受并不一样。因此将化学实验设计成“微型化”的同时也应该使得实验现象尽可能的“可视化”、“扩大化”。
此外任何一种实验设计都不是完美的，表1分析了笔者在进行上述实验设计时感受到这些设计的优点和缺点，教师应该根据不同的教学需求选择不同的实验方案。如利用塑料滴管作为电解液的载体，操作方便，现象明显，但电解过程中产生的气体容易使电解液被排出，因此电解的时间并不能太长，教师如果让学生感受电解硫酸钠溶液时阴阳极的产物和某些溶液电解前后反应体系的pH变化，则可以选择该方案。
化学是一门实验学科。实验是化学理论产生的基础，也是检验化学理论的唯一标准。化学实验也带来了不同程度的污染。化学实验带来的污染分为有机污染和无机污染。有机污染主要是有机试剂和有机样品污染，如苯、氯仿、四氯化碳等有机溶剂；酚等有机试剂。无机污染包括强酸、强碱、重金属污染等，其中汞、铅、镉等重金属不仅毒性强，而且在人体有蓄积性。有机溶剂在实际使用中用量大，如果不对废弃的有机溶剂进行妥善处理，就会对周围环境产生极大的不良影响，甚至危及人的生命。化学工作者应力争减少实验污染，不断提高化学水平。
一、中学化学实验污染的根源
1.源自实验源头。
若实验设计不合理，则必然导致污染。不合理的实验教材编写、教学内容的设计、教学过程的安排及教学计划等，因其本身就有导致污染的可能，在这种情况下只要做实验，就会带来污染。反应验证化学反应中的能量的变化就是一个典型的例子。
2.源自实验过程。
包括实验药品种类和数量的设计不合理；实验中不能正确使用仪器和药品；实验操作不规范；化学试剂的取用量存在着一定的盲目性和随意性；实验仪器陈旧导致跑、冒、滴、漏严重。
3.源自实验处理。
即对实验中有毒物质处理不当。在一般的中学化学实验室里，很难找到“三废”的处理装置，导致废气、废液、废渣直接排入大自然中。如在制备和验证气体性质时，有毒气体的实验一般在通风橱内进行，保护了教室内的小环境，却忽略了教室外的大环境；对废液随意倾倒；对固体废弃物乱抛乱弃。由于对污染物的不合理、不科学处理甚至不处理，导致实验废液和实验废物直接流入下水道，对周围环境造成了二次污染，也是造成中学化学实验污染的主要原因。
4.源自实验管理。
很多中学实验员并没有经过专业、系统的学习，对废物的处理方法及必要性缺乏科学认识和科学管理。
二、防治实验污染的措施
1.增强师生环保意识。
在化学教学中应重视环保教育，培养学生的环保责任感，把环境保护教育渗透到化学实验过程中，禁止乱扔、乱倒行为。让学生把环保意识转变为自觉的行动，树立正确对待环境的态度，培养学生改造和优化环境的意识和能力。在教学中充分利用教材资源，有计划、有目的地对学生进行环保宣传教育，使学生牢固树立环境保护意识，关心和重视化学实验污染。
2.改进实验教学，减少污染。
改进实验教学，可从以下三个方面入手：
（2）浓度改进：对涉及药品浓度的实验探索和改进，既能节约药品、保证实验效果，又能减少环境污染。如①改进指示剂的浓度：可将浓度为0.5%～1.0%酚酞和石蕊减少到0.1%～0.25%，酚酞和石蕊变色很灵敏，即使用微量药品同样有明显的现象和效果。②改进苯酚的浓度：可将苯酚溶液浓度由2%降至0.5%～1.0%，溴水浓度也可降低为橙红（稍浓）。③改进硝酸银浓度：配制银氨溶液时，可将硝酸银浓度、氨水浓度均由2%降为1%，实验效果依然。而在高中化学一般离子检验中，硝酸银浓度微量0.1%已足够。④改进硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度：在浓度对化学平衡的影响的演示实验中，可将硫氰酸钾浓度由0.01mol/L降为0.005mol/L，三氯化铁溶液的浓度由1mol/L降为0.5mol/L。改进实验药品的浓度既增强了实验效果，又减少了药品的损耗，减少了环境污染。
（3）仪器改进：①用可循环使用的仪器代替传统实验。如：碘的升华实验，可用碘锤来完成（碘锤的两头向内凹陷，内封有碘晶体，如图1）；温度对化学平衡的影响实验，可采用密封有二氧化氮的双球泡（如图2）。
②合并实验，减少污染。实验的合并是将某几个实验合并在一起做，减少实验中产生的污染，甚至变得没有污染。如：浓硫酸特性实验及产物的验证实验（图3）。③推行微型实验。在保证现象明显的前提下，实现药品微量化及实验仪器微型化，具有现象明显、效果良好、节约实验材料和时间、减少污染、安全、便于携带等优点。如下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e（图4）是 图3 图4
在中学教学中，这样的例子还有很多，如氯、溴、碘的氧化性实验，三价铁的显色反应可放在点滴板中进行；有些定性实验可放在滤纸上进行，如电解饱和食盐水，乙醛与氢氧化铜悬浊液的反应，气体的性质和检验，等等。如果遇到实验中微型化带来的实验现象不明显问题，就可以借助投影仪把实验现象放大，这样可以消除实验微型化带来的不利影响。微型化学实验不是常规实验的简单微缩，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，它是用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。
3.有效使用多媒体，减少污染。
对氯气、铜与硝酸、苯、苯酚等环境污染严重的实验，可采用计算机多媒体系统进行仿真实验以减少污染。采用多媒体教学的实验往往有以下特点：①对实验毒性很大，产生气体污染严重的，如：氯气的制取、除杂、干燥、性质、尾气处理的综合实验。②对需从微观的角度诠释原理的，如：电解饱和食盐水的实验，会产生氯气，同时学生对离子的移动缺乏理解，如果用电脑三维动画从微观的角度诠释微粒的运动，并显示两极的变化，则效果比实验好。③对需分析化学原理的，如：苯酚和浓溴水反应。④对反应需要一定速度和时间的，如：⑤通过多媒体，实验仪器不仅可以按实验的要求随意组装，还可以另存为图片，或进行模拟演示，既可省去教师画图的麻烦，又能很好地再现实验现象，对培养学生的实验设计能力有较大的帮助。
4.正确处理实验废弃物，减少污染。
关键词 琼脂 中学化学实验 胶体性质 离子迁移 电解水 吸氧腐蚀
琼脂安全、无毒，是中学化学实验室常见物质。本质上来看它是一种固一液分散系统，其中分散相粒子通过氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥接、缠结或共价键等相互作用连接而形成连续的三维网，网中充满了大量的连续液相水。这种独特的结构，使得琼脂不像连续液体那样完全具有流动性，也不像有序固体具有明显的刚性。因而琼脂是一种似液体非液体，似固体又非固体，介于固体和液体之间的特殊介质。利用琼脂的独特性质将其作为介质应用于某些中学化学实验可以收到意想不到的效果。
1 演示胶体性质
胶体粒子与溶液中离子直径相差甚多，离子由于半径较小能在琼脂凝胶中自由扩散，而胶体粒子则不可以，利用此差别可以设计实验演示胶体与溶液性质的差异。
首先将按每100 mL。蒸馏水0.5 g固体琼脂比例制备的温热琼脂液注入3支试管中，液体高度约为试管高度的一半。待琼脂液冷却凝固后分别在3支试管中加入约3 mL。预先用渗析法除杂后的氢氧化铁胶体、硫酸铜溶液、三氯化铁溶液。静置12h后可发现溶液能在琼脂中扩散，而胶体不扩散，见图1。此实验可以直接演示胶体与溶液分散质粒子直径大小的差异。
2 演示离子迁移
传统离子迁移实验都在溶液中进行，往往耗时长效果还不明显，若利用琼脂改进该实验却会事半功倍。
首先将1 mol／L硫酸铜溶液与1 mol／L铬酸钾溶液等体积混合得到混合溶液备用。在100 mL 1mol／L硝酸钾溶液中加入0.5 g琼脂，加热使琼脂溶解。然后将溶解好的琼脂液倒入普通饭盒的盒盖中，趁琼脂尚未凝结时在琼脂中央放入一根饮料吸管，待琼脂凝固后取出吸管，琼脂中间形成一自然的“凹槽”。用滴管吸取硫酸铜和铬酸钾的混合液滴人“凹槽”中。用两片不锈钢薄片分别插入到琼脂两边作为电极，并保持电极间距5 cm左右，接上9 V直流电电解10 min，Cu2+和CrO2分别向电源负极和正极移动，琼脂凝胶上出现清晰的蓝色和褐色离子色带。
3 演示金属铁的吸氧腐蚀
利用溶液作为介质演示金属铁的吸氧腐蚀时最难表现的是正极产物——氢氧根(OH-)。利用琼脂作为介质可以“固定”住生成的OH-，且能清晰追踪OH-的扩散方向。
在80 mL 1 tool／L NaC1溶液中加入0.5 g固体琼脂，加热使琼脂溶解。待琼脂全部溶解后，在琼脂液中滴入几滴酚酞试剂并搅拌，使酚酞分散均匀。然后，将琼脂液倒入已在内壁包裹铁皮的100 mL小烧杯。待琼脂稍有凝固时将一根碳棒插在琼脂正中间，琼脂凝固时可将碳棒固定。用导线连接铁皮与中间碳棒，一段时间后可观察到紧贴碳棒的琼脂开始变红，表明此处生成了OH-。若导线连接较长一段时间后，可观察到红色区域以碳棒为中心，逐渐向铁皮方向扩散，可证实OH-在正极生成并逐渐向负极扩散。此方法，还可以用于验证铝空气电池正极产物的生成。
4 改进电解水实验
中学实验室演示电解水实验一般需要在霍夫曼水电解器中完成，受特制仪器的限制，学生分组实验的难度加大，且该实验的趣味性也稍显不足，巧用琼脂进行该实验，不仅可操作性增强，实验的趣味性也大大增加。
注入U型管，待注入液体体积约为U型管1／3时停止加入，静置待琼脂液凝固后再在U型管两边分别加入0，1 mol／I。由硝酸钾溶液、洗洁和紫甘蓝汁按体积比5：1：1配制的混合液至同一高度。紫甘蓝汁作为反应的指示剂，遇酸会变红，遇碱则会变绿。紫甘蓝汁的制备十分简单，只需选取几片紫甘蓝叶洗净，用刀切碎后放于洁净纱布袋中挤压出汁水即可。
以铅笔芯为电极，接入9 V直流电源电解10min。可以观察到阴极洗洁产生的气泡高度约为阳极产生气泡高度的2倍，可指示电解水过程中生成的氢气体积约为生成氧气体积的2倍。同时可以观察到阳极液为红色，阴极液为绿色，反应后将两极电解液倒出混合后溶液重新变为原先的紫色，可证实电解过程中电解的物质为水。若将此实验用于高中学生讲解电解原理，则可以通过两极溶液颜色变化，分析电解过程中阳极放电微粒为OH-、阴极放电微粒为H+。
此实验中，琼脂有效地将电解液分为了阳极室和阴极室，很好地实现了2极产物的分离。利用此装置进行电解饱和食盐水的实验，同样能很好地分离电解产物，实验效果会大大增强。
5 结语
琼脂的独特性质，使得其在中学化学实验，尤其是电化学实验中有着不俗的表现。先前已有一些研究者注意到了琼脂的特性设计了利用琼脂制作“美丽金属树”的实验嘲以及在凝胶中的趣味电解实验和电泳实验。此外，国内文献中鲜有关于琼脂深层次应用的报道，希望我们的以上尝试能给后续研究者一些借鉴与启发，开发出更多更好的中学化学实验。
参考文献
[1] 江波，杨瑞金，卢蓉蓉，食品化学，北京：化学工业出版社，2005：52
[2] 徐惠，毛明，中国多媒体教学学报·中学化学，2010，(2)
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一、联系生活，引发学生质疑意识
学生的质疑能力不是与生俱来的，是潜在的，我们要做的是帮助他们克服不敢提问或者不愿意提问的困难．这就要求我们能善于激发学生的问题意识，使学生大胆地提出来，讲出来，一起发挥问题的作用和价值．化学学科的很多内容都来源于生活，生活中很多的知识也需要用化学来解释．所以，在化学课堂上，我们很有必要让学生亲身体会到它的奇妙变化，认识到它在生活中的实际用处．让他们觉得化学绝不仅仅是一门理论性学科，它与我们的实际生活息息相关，我们可以将它运用到实际生活中去，从而引发学生的探索、解决问题的心理．比如我在教授《氯气的性质》这一课时，我就想让学生看到氯气的另一面，而不只是实验室的一种气体．所以我在引入课堂时，播放了第一次世界大战的片段，德军与英法联军对战时，释放了一种黄绿色气体，造成了许多士兵窒息死亡，几千名士兵双目失明．学生一看完就对这种不知名的气体十分感兴趣，进而追问我:这是什么气体?怎么会这么厉害呢?它还有什么用处呢?这就很自然地让学生进入了质疑的情境．
二、提出问题，培养学生质疑意识
课堂的主体是学生，主导是我们，教学是学生与老师两者共同发展的过程．在化学课堂上，我们优良的教学不是让学生机械地吸收我们的知识，而是通过我们知识的传输，让学生自主地提出问题，形成师生之间以知识为纽带的互动，促进两方的共同进步．所以，我们在教学的过程中要摈弃以往的传统教学，尽可能地创造条件激发学生的问题意识，引发他们对于化学知识的疑问，使他们长期处于一种“质疑”的状态．这样，他们就能很好地融入思考环境中，以一种积极的态度去学习，而不是只把它当作任务，草草完成．我们引发学生疑问的方法有很多，最常见的就是实验法．比如，我在上《钠的化学性质》这一课时，在学生已经掌握了几大类反应的前提下，我向他们抛出了一个问题:钠与硫酸铜能不能发生反应?在学生的知识印象里，钠一直是一种很活泼的金属，所以他们没有多想就回答我能发生反应．我心想，他们已经进了我的圈套，接着我就让他们写下化学方程式，他们很快写出来了:2Na+CuSO4Na2SO4+Cu我没有给出任何意见，直接让他们做实验，我要让他们自己发现错误．很快他们就发现所写方程式与实验现象不符，他们自然就会感到疑惑想要问我为什么?这时，课堂的学习气氛就很浓厚，学生会自主地进行思考探究，我们的这课教学也成功了一大半．
三、解决问题时，促进学生质疑能力
一个问题的提出，能引发学生对于一连串问题的疑惑，那么解决问题就是在学生原有的质疑能力上更上一层．学生在解决问题的过程中不单单是对于一个问题的思考，而是在解决这个问题的过程中，对一系列的辅助问题的质疑，从而层层深入，最终达到解题的目的．我们在这个过程中起到的就是辅助和推动的作用，这就要求我们深度理解教材，提高自身专业素养．在适当的问题情境中生成新的问题、在解决问题的过程中提出新的问题，让学生在不断解决问题的过程中，更加兴奋地投入探究新问题过程中，从而学得更有效．比如，我在教授《氯碱工业》的时候，我就根据教材内容设计下面一系列的问题情境，去验证这些问题:第一步，我做饱和食盐水的实验，提问学生为什么两极都有气泡，分别是什么气体?第二步，湿润的淀粉碘化钾试纸因为什么会变蓝?阴极附近为什么会变红?第三步，在电解的过程中，溶液中的离子浓度怎么变化，离子会向哪边移动?第四步，为什么与电解水不同?如果想要制得纯净的氢氧化钠溶液应该要怎么改进?这样子一步步提出问题，让学生在解决问题的过程中掌握电解饱和食盐水的原理，帮助学生在不断的生疑、析疑、解疑的过程中促进学生的质疑意识．
四、探究教学，提高学生质疑意识
在化学课堂上常见的研究教学模式一般流程是:创设情境，提出问题;分析问题，提出假设;设计实验，验证假设;分析结果，得出结论．由此可见，引发问题是化学探究教学的起点．由此可见，问题的产生是因为学生的认知发生了冲突，我们就要把握这个时候，创造问题情境，提高学生的问题意识，从而激活学生的思维，在无形之中培养学生的质疑意识，让他们感受到思想火花撞击的快乐．在化学课堂教学中，我们巧妙地设置悬念，引导学生去探究，一方面能激发学生学习化学的兴趣，一方面能让他们对教材内容更深一步的了解．例如，我在教授《浓硫酸的化学性质》时我就进行了探究实验．先把适量的蔗糖放入100mL烧杯中，滴入几滴水，搅拌均匀，然后放入一定量的浓硫酸，快速搅拌，放出大量的热，同时看到蔗糖慢慢变黑，并有刺激性气味放出．学生们这时会感到很疑惑，在他们初中阶段的学习里，观察到蔗糖变黑是因为浓硫酸的脱水性．那么为什么会有刺激性的气体放出呢?这是什么气体?它有什么性质?这就是一个探究学习的过程，在学生原有的知识基础上为他们设置一个新的问题，加深他们对知识理解的同时，让他们很自然地进入探究情境去探索这个现象的由来．再比如说学习《氨的性质》时，学生知道氨气能和水配组做喷泉实验，由此可推知其他易溶于水的气体也能，他们就会想探究一些不易溶于水的气体是否也能形成喷泉．想要解决这个疑问，这就要需弄清形成喷泉的原理．这样的教学方法能让学生在探究的同时，无形地提高质疑意识，自主地进行思考解疑，实现化学教学的最终目的．
总之，我们要本着“以人为本”的精神，注重课堂探究性学习，尊重科学的认知规律，揣摩学生的学习心理，慢慢探索出更好的研究方法，开展深入学习，增强学生的问题意识，拓展学生的思维宽度，培养学生的探究能力，提高学生的科学素养，培养出具有创新精神和实践能力的人才．
作者：张昶 单位：江苏省东台中学
