電解飽和食鹽水范文

時間:2023-03-17 08:38:53

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電解飽和食鹽水

篇1

關鍵詞:電解飽和食鹽水;試驗;中學化學

一、試驗指導

1.電解原理

使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫電解.

2.電解質溶液的導電性

我們知道,金屬導電時,是金屬內部的自由電子發生了定向移動.那么在電解質溶液中,導電的機理是什么?回憶初中學習過的霍夫曼水電解器的工作原理.

電解水時,我們發現在與電源的“+”相連的碳棒上,產生了氧氣.在與電源“-”相連是碳棒上,產生了氫氣.

說明電解質溶液的導電需要依賴于溶液中,電離出來的自由移動的陰陽離子.

分析:電解質溶液導電一定利用了溶液中的陰陽離子,而溶液中的陰陽離子在外加電場的作用下,陰陽離子一定產生了定向的移動.

外接電源的“+”極,發生氧化反應,將此極定義為陽極.

外接電源的“-”極,發生還原反應,將此極定義為陰極.則在電解水時陰陽兩極的反應為:

陽極:4OH--4e=2H2O + O2

陰極:4H++4e=2H2

總反應:2H2O=2H2 + O2

3.陰陽離子在陰陽兩極反應的規律

陽離子在陰極上得電子發生還原反應;陰離子在陽極上失電子發生氧化反應.

4.實驗

圖1在U型管里裝入飽和食鹽水,用一根碳棒作陽極,一根鐵棒作陰極,如圖1.同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液,并把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近.接通直流電源后,注意觀察管內發生的現象及試紙顏色的變化.

從實驗可以看到,在U型管的兩個極上都有氣體放出.陽極放出的氣體有刺激性氣味,并且能使濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍,說明放出的是Cl2;陰極放出的氣體是H2,同時發現陰極附近溶液變紅,這說明溶液里有堿性物質生成.

為什么會出現這些實驗現象呢?

這是因為NaCI是強電解質,在溶液里完全電離,水是弱電解質,也微弱電離,因此在溶液中存在著Na+、H+、Cl-、OH-四種離子.當接通直流電源后,帶負電的OH-和Cl-向陽極移動,帶正電的Na+和H+向陰極移動.在這樣的電解條件下,Cl-比OH-容易失去電子,在陽極被氧化成氯原子,氯原子結合成氯分子放出,使濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍.

陽極反應:2Cl--2e=Cl2 (氧化反應)

H+比Na+容易得到電子,因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子,并結合成氫分子從陰極放出.

陰極反應:2H++2e=H2 (還原反應)

在上述反應中,H+是由水的電離生成的,由于H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出,破壞了附近的水的電離平衡,水分子繼續電離出H+和OH-, H+又不斷得到電子變成H2,結果在陰極區溶液里OH-的濃度相對地增大,使酚酞試液變紅.因此,電解飽和食鹽水的總反應可以表示為:

2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2

工業上利用這一反應原理,制取燒堿、氯氣和氫氣.

在上面的電解飽和食鹽水的實驗中,電解產物之間能夠發生化學反應,如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO, H2和Cl2混合遇火能發生爆炸.在工業生產中,要避免這幾種產物混合,常使反應在特殊的電解槽中進行.

二、教學目標和方法

1.認知目標

(1)了解電解反應的原理

(2)掌握電解反應中的離子反應

2.情感目標

(1) 培養學生科學方法和探索勇氣.

(2) 理解辯證唯物主義思想.

3.教學方法

實驗――討論法

三、實驗用品

小燒杯(或U形管)、玻璃棒、鐵架臺、碳棒、粗鐵釘、導線、直流電源.飽和食鹽水、淀粉碘化鉀試紙、酚酞試液、蒸餾水.

四、實驗步驟

步驟1:外接電源的“+”極,與碳棒相連;外接電源的“-”極,與粗鐵釘相連.向飽和食鹽水中,滴加酚酞試液,通過知識的準備和推理,以及實驗現象的觀察,檢驗陰陽極的產物.

步驟2:外接電源的“+”極,與粗鐵釘相連;外接電源的“-”極,與碳棒相連.向飽和食鹽水中,滴加酚酞試液,通過知識的準備和推理,以及實驗現象的觀察,檢驗陰陽極的產物.

五、思考與歸納

1.分析步驟1和步驟2結果不同的原因.

篇2

以化學實驗為主的多種探究活動,是學生體驗科學探究過程,激發學習化學興趣,培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑。電解飽和食鹽水實驗是聯系元素化合物與電化學的紐帶,在中學化學中具有舉足輕重的地位,也是歷年高考考查的重點之一。現行蘇教版普通高中課程標準實驗教科書《化學1》第39頁“觀察與思考”中電解飽和食鹽水裝置。可有效用于演示實驗,但不便于學生自己動手的自主探究活動的開展,難以實現人人動手的操作欲望。對此,我對該實驗裝置進行了改進,并運用于學生自主探究活動,取得了良好的效果。

1 實驗材料及藥品

材料:50mL、25mL注射器(塑料)、注射用針頭(大號)、橡皮塞、鐵釘、砂紙、石墨棒、100ml燒杯、導線(帶銅夾)、9V干電池、橡皮筋、火柴。

藥品:飽和食鹽水、酚酞、KI淀粉溶液、肥皂水。

2 基本裝置的制作

(1)將50mL注射器一分為二,兩端打通形成兩段等長的圓筒,分別在每個圓筒的一端配上橡皮塞。

(2)在一個橡皮塞上配上鐵釘(事先用砂紙打磨過,作陰極)和25mL注射器,在另一個橡皮塞上配上石墨棒(作陽極)和25mL注射器,然后用橡皮筋將兩圓筒綁在一起放入小燒杯中,形成一套基本裝置(圖1)。

3實驗操作步驟

(1)向燒杯中注入飽和食鹽水(事先滴加幾滴酚酞溶液)至圓筒內液面恰好接觸橡皮塞底部。

(2)用帶銅夾的導線將鐵釘與9V干電池負極相連,石墨棒與干電池正極相連,開始電解(圖2)。當兩注射器內有一定量氣體時關閉電源。

(3)將陽極注射器內氣體緩慢注入KI淀粉溶液中,溶液顏色變藍以檢驗Cl2。將陰極注射器內氣體緩慢注入肥皂水中產生氣泡,再用火柴去點燃氣泡,聽見爆鳴聲以檢驗H2。同時還會觀察到陰極圓筒內溶液變成紅色,證明有堿性物質生成。

(4)將多余的氯氣及陽極圓筒內的溶液用注射器吸出,然后注入陰極圓筒內使之被堿溶液吸收,防止氯氣外溢造成污染。

4實驗裝置的特點

(1)本裝置集氯氣的制取、性質演示、尾氣吸收于一體,整體協調,小巧精致,操作方便,實驗現象明顯,藥品用量少,實驗時間短,不易產生污染。

(2)本裝置產生的氣體收集于注射器內,密封性好,便于保存和后續氯氣性質實驗的演示。

(3)多余氯氣的吸收采用內部消化方式,不需要另加尾氣處理裝置。

5注意事項

(1)兩圓筒內橡皮塞底部應處于同一水平位置。

篇3

選擇紫甘藍汁作指示劑一些電解質溶液電解后,其酸堿性經常發生變化,因此需要加入酸堿指示劑(如酚酞)揭示陰陽極所發生的電極反應;紫甘藍汁可由紫甘藍(紫卷心菜)制得,所含色素的顏色會隨pH改變而有鮮明的變化,且較穩定,可保存較長的時間,是一種天然的酸堿指示劑;已有文獻報道了紫甘藍汁遇到不同pH溶液所呈現的不同顏色。筆者將紫包菜剪碎,用熱水浸泡獲得紫甘藍汁(或直接剁碎紫包菜擠壓獲得高濃度的紫甘藍汁)。借助于pH傳感器配制了上述不同pH的溶液,發現溶液酸性增強,紫甘藍汁的顏色由紫青色逐漸轉變為紅色,溶液堿性增強,紫甘藍汁的顏色由紫青色先變成綠色,后變為黃色,證明了上述結論的正確性。因此我們借助紫甘藍汁來作為該微型實驗的酸堿指示劑。

2實驗應用

2.1電解硫酸鈉溶液

配制1mol•L-1硫酸鈉溶液,向2個西林瓶中分別加入硫酸鈉溶液至體積占大部分,然后滴加紫甘藍汁至瓶口,將盛滿液體的西林瓶反倒于瓶蓋中,與注射針頭相接觸。向飲料瓶蓋中加入少量硫酸鈉溶液,以保證整個裝置回路,用連接導線的的鱷魚夾各夾住2個注射針,并分別與9V的電源相連。可以發現大約1~2分鐘就可以觀察到下列明顯的現象:陽極附近有氣泡產生,溶液變紅色說明陽極區顯酸性,水分子失去電子,生成氧氣和H+;陰極附近有氣泡產生,溶液變綠色說明陰極區顯堿性,水分子得到電子,生成氫氣和OH-。學生依據上述的實驗現象就可以寫出該反應的電極反應式。隨著反應的進行,陰極溶液堿性增強,由綠色變成黃色。筆者建議若本實驗應用于課堂教學,只要觀察到陰極區變綠色即可,若應用于綜合實踐活動和研究性學習,可引導學生進一步觀察溶液顏色的變化。陽極反應:2H2O-4e-=O2↑+4H+陰極反應:2H2O+2e-=H2↑+2OH-

2.2電解飽和食鹽水

將上述硫酸鈉溶液換成飽和食鹽水,陽極電極換成鉛筆筆芯,其余步驟同上。電解飽和食鹽水,陰極區H+得到電子,生成氫氣,因此附近溶液顏色由紫色變成綠色進而變成黃色,溶液顯堿性。陽極溶液的顏色變化則由紫色變為紅色,進而變為無色,并且可以聞到少量的刺激性氣味,這說明Cl-失去電子,發生氧化反應,生成氯氣,氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸,顏色的鮮明變化可以揭示這一系列化學反應。陰極反應:2H++2e-=H2↑陽極反應:2Cl--2e-=Cl2↑Cl2+H2OHCl+HClO但該實驗進行到10分鐘時,陽極溶液才褪色,此時產生的氣體已把陽極的溶液排得僅剩少部分,而陰極所在西林瓶中的溶液則更是被排得所剩無幾(因為氫氣的逸出速率比氯氣大)。為了解決該問題,筆者將作為陽極的西林瓶中溶液體積減少一半,陰極溶液體積不變,可以發現大約5min內陽極就可以出現由紫色變紅色進而褪為無色的現象,便于學生的自主探究。該微型實驗裝置也可以用于其他溶液電解實驗的研究,由于不同反應的分解電壓有差別,可在電源回路中串聯一個合適的變阻器,用于調節電解電壓,實驗時逐漸增大電壓,至電極上有明顯反應為止。

3實驗特點

宋心琦教授在“中學化學教學改革與微型實驗”一文中指出,微型化學實驗在中學化學中推廣艱難的原因之一是很多物質在微量時和常量時給予觀察者的感受可能不同,使得印象或結論因此不同。筆者認為不僅是物質本身,化學反應有時在微量和常量時給予觀察者的感受也不同,而本案例中的電解質溶液雖然是“微量”(3mL),但現象并沒有因此打折扣,實驗現象明顯。以電解硫酸鈉溶液為例,陰陽兩極的溶液分別呈現紅色和綠色,呈現鮮明的顏色區別。

上述介紹的實驗裝置和相關的設計除了具有現象明顯的特點外,還具有以下一些優點:

(1)時間較短,適合學生自主探究,探究電解硫酸鈉溶液大約1分鐘后就能觀察到明顯現象,而飽和食鹽水的電解則可以在5分鐘內看到陽極先變紅后褪色的現象。

(2)成本較低,在淘寶上購買西林瓶,僅2毛錢1個,注射器為2元,而鉛筆芯和飲料瓶蓋均可在日常生活中尋找,唯一較貴的是電池為8元左右,可重復使用多次。

篇4

關鍵詞:J形管;固液相反應;啟普發生器;化學實驗

文章編號:1005-6629(2012)11-0046-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

J形管在我國中學化學實驗中的應用并不廣泛,在現行使用的上科版高中化學教材中,也僅出現一次。筆者通過實驗研究發現,J形管(實驗室現有J形管規格:長管28 cm、短管11 cm、內徑2.5 cm)可以在高中化學很多實驗中進行有效應用。

1、用J形管做系列固、液相反應制取氣體的實驗

J形管在上科版高三化學課本中,設置有金屬鈉與水的實驗。金屬鈉與水反應的實驗至今不少教材仍使用傳統的演示方法,即將小粒金屬鈉投入含有酚酞水溶液的燒杯中。其主要缺點是無法收集并點燃氫氣。用J形管做該實驗,可通過觀察液面下降,推知有氫氣的生成,且生成的氣體不必利用收集裝置進行收集,可以直接通過旋轉活塞控制流量并點燃,點燃時氫氣能安靜地燃燒。從而達到探究金屬鈉和水反應生成氫氣的實驗目的。

除了金屬鈉和水反應,還可利用J形管做一系列固、液相反應制取氣體的實驗。如“銅絲與溫熱稀硝酸反應制NO氣體”等實驗(如圖1所示)。

還有“鋁與水反應制氫氣”實驗也可選用J形管來做,方法如下:

(1)取一條寬1 cm、長10 cm的鋁片,用砂紙打磨,繞成螺旋狀,放入1:2 HCl溶液中,約半分鐘,取出用水沖洗。

(2)將去除氧化膜后的鋁片,放入飽和Hg(N03)2溶液中,約2分鐘,表面呈灰色,取出用水沖洗干凈。此時動作要迅速,不要將鋁片暴露于空氣中太久。

(3)將沖洗干凈的汞齊化鋁片放入裝有飽和NaCl溶液的J形管的短管中,在短管端口處插上涂有凡士林的活塞,將活塞置于開啟狀態;從長管口處加入飽和NaCl溶液,排盡活塞處的空氣,關閉活塞。一開始有細小的無色氣泡生成,大約3分鐘后,速度加快,此時有大量的氣泡逸出,長管中的水面上升,短管中液面下降;同時,有灰色絮狀沉淀生成。該反應能發生的原理是:鋁片表面經汞齊化處理后就無法生成致密的氧化膜,在氯離子催化劑幫助下水就容易和原本活潑的鋁發生置換反應了c

(4)產生的無色氣體約10 mL時,可打開活塞,點燃,可見氣體燃燒,產生淡藍色的火焰。

2用J形管做電解飽和食鹽水實驗

電解飽和食鹽水實驗在現行教材中使用裝置如圖2所示。此套裝置操作簡便、各電極產物清晰明顯,但也有缺點,比如①此裝置由于在u形管兩側均存在支管,所以制取的氯氣中不可避免地混有空氣,不純凈;②此裝置只能對氯氣性質進行定性分析,無法確定生成氯氣的體積;③此裝置在進行氯氣的檢驗時處于比較開放的環境中,氣體外逸,會造成環境污染。如果改用J形管進行電解實驗,上述問題都可以得到解決。

實驗步驟:(1)在J形管短管一端的橡皮塞底部裝好長度適中的碳棒(筆者采用兩端削好的鉛筆),作為電解池陽極。在J形管長管一端固定一根鐵絲作為陰極。

(2)短管口處塞好橡皮塞。從J形管長管口注入飽和食鹽水溶液,至橡皮塞的下端,不要留有氣泡,這是本實驗的關鍵。

(3)通直流電進行電解(電壓調至16~20 v)。此時可清晰地觀察到陽極液面下降,并產生黃綠色的氯氣,再用注射器抽取所需體積的氯氣并再次利用(如圖3所示)。當液面低于鉛筆末端,反應停止(如圖4所示)。實驗裝置及效果圖如下:

本實驗改進后的優點:

(1)制得的氯氣的純度大大提高,幾乎沒有空氣參雜其中。

(2)黃綠色的氯氣現象明顯,利用觀察。

(3)用注射器進行抽取,可隨用隨取,且使本性質實驗從定性走向定量。

(4)反應中產生的氯氣被密封在J形管中,不會對環境造成污染,符合綠色環保的理念。

3用J形管做簡易啟普發生器

中學化學中有很多氣體都是通過固、液相反應制取的。例如氫氣、二氧化碳、二氧化硫、氧氣、乙炔、硫化氫等。教材中多采用的發生裝置如圖5所示:通過分液漏斗控制液體的滴加速度,生成的氣體凈化后再進行收集。筆者經研究發現,將J形管改進后可獲得簡易啟普發生器(如圖6所示),該氣體發生裝置具有使用方便、節約試劑、無空氣混入、安全等多項優點。

使用時,在J形管短管內距短管口3至4 cm處小心放置一軟孔木塞,該軟木塞預先用刀削取約12 mm厚度、打幾個小孔并削成直徑略大于J型管的內徑,軟木塞有彈性,可借用鑷子慢慢將其推入管口內。木塞上放置固體,從長管一端緩慢注入液體,使液面左高右低,且液體不與固體接觸。反應時開啟活塞,擠出短管一邊空氣,固、液接觸而反應,當制取氣體—定量時,關閉活塞,固、液很快脫離,反應停止,氣體儲存在短管一端,需要時再開啟活塞放出。

篇5

一、在化學教學中要靈活實施教學

化學老師要在新課程背景下靈活實施教學,新教材教學中同一知識在同一模塊或不同模塊出現多次時,由于相關知識的定位不一樣,教學處理肯定不同。我們教師應該做到哪些該講,講到什么程度;哪些不應該涉及,這是我們在教學實踐中最需把握的問題。同時更要深刻研讀必修、選修教材,明確同一知識在不同地方的描述和要求層次。如“電解飽和食鹽水”這一內容出現多個不同地方,但在不同學習階段卻又有不同的要求。例如,在學習“氯溴碘及其化合物”時,它的編寫意圖是以海水中提取的化學物質為線索,自然將有關化學物質的制法、性質和應用“串聯”起來。教材以“觀察與思考”的欄目進行了“電解飽和食鹽水”的實驗,既使學生認識到化學知識在開發和利用資源過程中的實際作用,又使學生接觸到典型元素化合物學習的一般方法。我們應該這樣把握“度”――僅僅要求學生通過電解飽和食鹽水實驗過程中的現象作出分析,檢驗并得出電解產物,會寫電解的總反應方程式,不要求電極反應式。我們應該讓學生逐步深入,切不可以因為這種一步到位讓學生對化學失去興趣,甚至產生畏懼的心理。因此,如何真正把握好教學的“度”,站在整個高中化學課程體系的高度去審視每個模塊的教學,是我們教學實踐中必須明確的課程意識。

二、培養學生的分析及總結能力

新課程重視對學生分析及總結能力的培養。對高中化學知識的學習,大部分學生對化學知識點不會整合、歸納、總結,沒有養成獨立思考問題的習慣,已經習慣了教師的灌輸式教學;學生在高中階段對化學知識的學習主要是在理解的基礎上去記憶,學生要能夠把學到的知識進行整合,能夠做到不但知其然還要知其所以然,能夠全面深入理解化學基本原理。學生對高中化學的學習要注重學習方法和學習思想,不能采用死記硬背的方法對高中化學進行學習。化學教學目標要求學生記住結論和現象,主要強調學生能夠進行定性分析,而高中階段教學目標要求則要定性和定量相結合。一些學生在做試題的過程中遇到了一些問題,這些問題能夠激發他們鉆研的動力,促使他們對化學知識進行學習,然后老師還要進行及時引導,學生會有新的收獲。這時教師可以及時發現學生學習中存在的問題,有針對性指導學生對化學原理的學習,又要適時提高高中化學的要求;教師在指導學生的過程中要指出初中化學的局限性,又要適當拓寬學生的知識面。例如,在溶解度一節中要求計算較多,近幾年來有關溶解度的計算題在高考中不斷出現,但是在高中化學課程中沒有專門章節進行介紹,這就要求教師要利用復習時間來鍛煉學生解此類題的能力。到了高中階段對這些概念需要從本質上去理解。以點擊面舉一反三,整體提高化學成績。經過前段的復習使學生遇到試題知道如何去審題,如何思維,怎么突破,會做這道題就會做這一類題,見魚而知漁。讓學生學會如何利用化學原理去解答各種問題,培養了學生學習能力。方法是成功的關鍵,態度決定進步與否,調整好學習的方法和態度,要學會從多角度思考每一個問題,學會從本質上去理解和記憶每一個概念。在最后一節復習課可以進行考試,檢測一下學生學習效果,讓學生充滿信心進入高中階段學習。由此可見,經過精心設計、巧妙操作可以將舊知識“穿”出新風格來。

三、以新課程理論為導向構建高效課堂

教育心理學研究告訴我們:人在受到激發和鼓勵的情況下,會產生巨大的動力,進而在學習中發揮出巨大的積極性、主動性,產生最高的學習效率。喜歡被肯定、被表揚是高中生的天性,教師適時的激勵性課堂評價是調動學生化學學習情感的有效手段。為了構建有效課堂,使學生在課堂上始終保持旺盛的精力,我們應尊重學生的個性差異,關注學生的發展進程,發現學生的閃光點,給每個有個性差異的學生充分展現自己獨特才華和興趣的機會,讓每個學生都能通過訓練感受到學習漸入佳境的喜悅。在此基礎上盡可能從情感的維度設計運用激勵評價,不失時機地從不同角度給不同層次的學生以充分的肯定、鼓勵和贊揚。幫助學生在化學學習實踐中認識自我、肯定自我、體念成功,有效激發學生自信,形成良好的情動力去更好地學習。構建高中化學高效課堂是推進素質教育、深化課程改革的關鍵和根本要求。我們要以新課程理論為導向,強化教學效益觀念,潛心研究和探索,努力實現高中化學課堂教師高效的“教”與學生高效的“學”的完美統一。

四、組織有效的探究活動

在化學教學中教師可以嘗試探究引入,提高學生的化學素養。化學素養是指通過化學教學以及實踐活動,用良好的思維品質、化學思想,用已獲得的化學方法解決問題的能力。在教學化學新知識前,教師應有意創設生動、愉悅的探究意境,揭示化學知識間的內在聯系。

篇6

多媒體課件能把圖、文、動畫等融合在一起,可以化具體為抽象,化靜為動.比如,在學習氯及化合物的導入時,教師可以以18世紀“泰晤士河畔的霍亂”的故事入手,由于治理排污,1855年英國成為第一個使用含氯消毒劑的國家;在學習氯氣的物理性質時,可以通過錄像片段,展示氯氣的顏色,在降溫或加壓的條件下的易液化,所以可以儲存在鋼瓶中,小白鼠試驗以展示它的毒性.在故事和錄像中,學生進入了學習的角色,課堂氣氛活躍起來,變“要我學”為“我要學”.在學習硅酸鹽工業時,我們可以一邊展示一張張圖片:美輪美奐的青花瓷、剛建成的杭州灣跨海大橋、施華洛世奇水晶,一邊放著周杰倫的歌曲“青花瓷”,耳旁縈繞著“素胚勾勒出青花,瓶身描繪的牡丹……”精美的圖片,動聽的歌聲,原來學習化學也可以這么美妙.在學習氮及其化合物時,在講解到雷雨發莊稼時,可以播放動畫,展示在雷雨天氣,空氣中的氮氣和氧氣如何一步步轉化為植物生長所需的養料.直觀的動畫演示為學生創設了和諧優美的教學情境,使學生充分調動各種感官去感知知識的形成過程,提高了學生學習化學的興趣.

二、運用多媒體教學,可以使教學突出重點、淡化難點,提高教學質量

在氯氣的制備的教學時,電解飽和食鹽水的實驗用實物投影的方式,而氯氣的實驗室制法通過錄像片段,通過大屏幕觀看電解和實驗室制備的過程,清晰明了本節課的知識點就是兩種制備方法,其中演示實驗———電解飽和食鹽水就是學生需要掌握的重點和難點.學生通過多種感官接受實驗和錄像帶來的“刺激”,使大腦兩半球都活動起來,從而克服短時記憶的局限,增強記憶,提高學習效果,達到提高教學質量的目的.在“金屬晶體的堆積方式”的教學中,四種堆積方式中六方緊密堆積和面心立方緊密堆積是學生比較難于理解的,看了課本預習學生還是難于理解,為了突破教學的難點,教師可以借助計算機讓原子一層層通過不同的排列方式,怎樣占滿原子與原子之間的空隙,通過計算機的直觀演示,學生很快理解了這兩種排列方式的差異,計算機為學生創設了最佳學習情境,從而降低了學習難度,淡化了知識的難點,提高了教學質量.

三、運用多媒體教學,可以提高學生的創造力和解決問題的能力

培養學生的思維能力學生應當在解決實際問題的過程中,通過知識的綜合運用掌握知識,進而實現應用中的創新.在學習環節中,教師可以運用多媒體提供生產、生活實例,引導學生將學到掌握的知識推廣應用到具體情境中解決實際問題,培養和提高學生的創造力和想象力.學生在學習了氧化還原反應以后,我們大家都知道海洋中有很多富集碘的海產品,我們怎樣從其中提取碘?碘離子怎樣轉變成碘單質.有學生說化合價升高的反應是氧化反應,所以應該加氧化劑.我們一般加氯水或者通氯氣,充分反應形成碘的氯化鈉溶液,最后怎樣得到碘單質.學生利用才學過的研究物質的實驗方法,說用萃取分液.在下層我們如果得到碘的四氯化碳溶液,再怎樣進行分離?利用沸點不同用蒸餾的方法.加熱碘易升華該如何解決,這樣通過設問同時展示演示實驗裝置,解決實際問題培養學生的思維能力.

四、運用多媒體教學,可以大大減輕教師的負擔

篇7

一、確定新的教學目標

(一)使學生獲得親近化學和探索化學問題的體驗,同時培養嚴謹的科學態度。(二)培養學生在學習、生活中發現化學問題的能力;(三)培養學生收集、分析和利用各種化學信息解決化學問題的能力。(四)通過小組合作的形式學會合作與分享。

二、堅持教學過程的科學化是根本

教學過程的科學化是指以最少時間和精力,求得課堂教學的最佳效果。達到這一點,要求教師依據教學目標精心搞好以下四個設計。

(一)是課堂教學結構設計

一般認為,按時間序列把化學課劃分為課的開始、課的中心和課的結尾。 課的開始,重要的是應該向學生明確一節課的學習目標和學習要求,使他們做好知識和心理上的準備。課的中心部分是一節課的核心,課的教學目標的完成,教學質量的高低關鍵在這部分,所以課的開始和課的結尾都要緊密圍繞課的中心來進行。在課的結尾部分,要使學生對所學到知識得以歸納、概括,重點強化,加深理解和記憶,便于使本節課和下節課更好地銜接起來。

(二)設計巧妙的問題情境

一個有意義的問題將對教學效果起到事半功倍的作用。創設多種問題情境,可以極大地調動學生的學習積極性,使課堂教學疊起。

設疑是探索科學原理的向導,是催生學生積極思維的源泉。科學研究、探索活動需要質疑。那么怎樣才能在課堂教學中有高質量的質疑藝術呢?首先要分析教材內容和學生的知識層次,其次是疑問的隱蔽性和梯度。不能與結論太直接,也不能太難,要讓學生在解疑時有一定的切入點,順藤摸瓜,才能順理成章地解決疑問。如通過探究電解飽和食鹽水來研究以食鹽為基礎原料的工業——氯堿工業的生產原理。

教師指導學生實施實驗,觀察現象。結果發現在陰陽兩極上都有氣泡產生。]接下來教師通過一系列環環相扣的問題情境,引導學生探究電解飽和食鹽水的產物。

問題1:你們認為兩電極上產生的氣體可能是什么物質?學生經過討論,獲得的結論是它們可能是氫氣、氧氣、氯氣。教師讓學生再一次討論,看看有沒有可能還有其他氣體生成。結果又有同學說還可能有氯化氫氣體。

問題2:根據已有的知識經驗,能不能將上述四種氣體中的一種或幾種給排除掉? 學生經過研究,提出其中的氯化氫氣體可以排除掉。在說明原因時,有同學說,根據電解水的方程式,其生成的產物只有單質,而氯化氫是化合物,所以不可能;也有同學說氯化氫是一種極易溶于水的氣體,不可能以氣體逸出。 接著又有同學站起來說,根據電解水的方程式,兩電極上生成的氫氣、氧氣中元素的化合價跟原反應物中元素的化合價均不相同,所以在電極上產生的氣體,其元素的化合價在反應前后應該是不同的,而氯化氫中兩種元素的化合價跟原反應物中價態沒有差別,所以氯化氫不可能生成。最后又有兩個同學起來闡述自己的觀點,他們相互補充,形成的共識是:電解時,溶液中氫離子向陰極運動,氯離子向陽極運動,如果兩種離子都參與反應的話,它們不可能在同一電極上生成,所以不可能產生HCl。

問題3:可以用什么方法證明它們存在與否?其中至少采用幾種檢驗方法?

學生通過研究,認為至少需采用兩種不同的方法檢驗它們。[學生實施實驗,發現陰極產生的氣體能發生爆鳴現象,陽極上產生的氣體能使濕潤的KI——淀粉試紙變藍,從而得出電解產生的氣體是氫氣和氯氣的結論。]

問題4:假如溶液中Cl-全部轉化為Cl2逸出,此時溶液中大量存在的溶質微粒是什么(學生認為是Na+)?(1)溶液中溶質微粒是否只有Na+?(2)跟Na+共存的陰離子可能是什么?(3)怎樣證明電解后的溶液中存在NaOH?

在上述問題的探究過程中,學生認為溶液中溶質微粒不可能只有Na+,因為如果這樣,溶液就會帶電,所以溶液中一定有陰離子中和Na+的電性。根據原溶液的元素組成,認為這種陰離子只可能是OH-,而Na+、OH-的組合即NaOH,此時很自然地想到檢驗有NaOH生成的方法可用酚酞試液。

[學生實驗:向電解后的溶液滴加無色酚酞溶液,結果發現溶液顯紅色。]

3。是課堂練習和作業設計

對于課堂練習的設計,主要是著重考察學生剛學過的化學知識的掌握情況,起到及時反饋,鞏固所學知識的作用。所以要緊密配合上課內容,適時地穿插安排,多選用難度不大,全班學生絕大多數都可以答對的習題;對于課外作業的設計,要配合學生已學過的知識,達到加深理解,綜合運用,并逐步形成化學知識結構的作用。

三、興趣的培養

濃厚的學習興趣是智力發展的催化劑。因而在教學中恰當地運用教具、實驗板書、板畫模型、比喻等來描述。在教學中教師要充分發揮學科特點,在實驗上下功夫,提高實驗的藝術性,這對提高學生的學習興趣,調動學生的學習積極性和激勵學生熱愛化學可以起到良好的作用。教師在教學中可貫穿講一些化學家的故事和化學常識來激發學生的學習興趣,在講"苯"的結構時,介紹凱庫勒通過夢的啟示發現苯的環狀結構,改進課堂教學方法,講究授課的藝術。精湛的課堂教學藝術和生動有趣的語言能撥動學生的心弦,使學生聽課感到是一種藝術享受。化學上常有一些概念和原理比較抽象,若采用照本宣科的方法,學生很難理解,如"電子云"。在教學中也可讓所教知識與現行的生產、生活結合起來。如講物質的穩定性,某村組農民不懂化學知識,見到NH4NO3結塊,不好施肥,就用鐵錘去砸,結果引起爆炸。講到鋁鹽明礬舉炸油條的例子,學生聽得津津有味,產生濃厚的興趣。

四。注重化學實驗

化學是一門實驗科學,"實驗在化學教學中的地位無論怎么強調都不會過分。化學教師必須充分運用化學實驗這一重要的教學方法,認真開展實驗設計,讓學生動手實驗,在實驗中發展問題、研究問題,這樣往往可以達到事半功倍的效果。

五、課堂中設計多種參與方式,培養嚴謹的科學學習習慣

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關鍵詞:氯堿化工企業 計控儀表 應用現狀 應用探討

氯堿化工行業指的就是利用電解飽和食鹽水來制造氯氣、氫氣燒堿的方法,并以其為原材料進行一系列化工產品生產。氯堿工業是化學工業中最基本的一種,其產品不僅能夠廣泛的運用于化學工業本身之外,也能夠在其他的許多行業中發揮重要的運用。

針對氯堿化工而言,計控儀表的運用,主要表現為對電解、鹽水、氫氣、氯氣等在燒堿蒸發、處理輸送、PVC產品等等工藝技術的控制之中。本文將對氯堿化工企業的計控儀表的應用現狀進行簡單的闡述,并對其在計控方面存在的一些問題進行探討,提出一些意見。

一、氯堿化工企業的計控儀表的計量工作

氯堿化工企業的計控工作的基礎之一,就是要做好其計量工作,目前。我國化工企業的計量工作已經相對比較成熟,其主要體現在對于相關能源、原材料以及成品的計量等。

1.由于氯堿化工對于生產能源的需求比較大,比如說像水、電、汽之類的消耗都比較大,從而使得其對于氯堿化工的生產成本的影響也比較大,對于水電汽的計量工作也顯得十分重要,其計量方法有:

1.1水計量

根據各類水的電導率的不同所選擇的儀表的類型也不同,在氯堿化工行業鹽水的流量計量一般選擇電磁流量計;循環水的流量計量根據管道的尺寸不同所選擇的儀表也不同,大管徑的一般選擇阿牛巴流量計,小管徑的選擇電磁流量計;脫鹽水由于其電導率很低,是不能選擇電磁流量計的,現在行業內一般選擇超聲波流量計,根據管道的大小和測量精度的要求不同,可以選擇外夾式超聲波流量計和管道法蘭安裝式超聲波流量計,大管徑的工藝管道一般選擇外夾式,流量計量精度要求高的一般選擇管道法蘭式安裝。

1.2蒸汽計量

對于蒸汽的計量行業內一般選擇孔板流量計或渦街流量計。孔板流量計價格便宜,應用差壓原理測量也比較簡單,但壓損較大,精度也不是太高。渦街流量計是利用卡門渦街原理制作而成的,測量精度較高,但由于蒸汽溫度較高,一般需要選擇分體式。

1.3電計量

氯堿化工主要就是利用電解飽和食鹽水的方式來獲取氫氣、氯氣,故而對于電計量的工作顯得十分重要。

2.對于原材料及成品的計量

對于原材料和成品的計量,會對企業的經濟效益產生較大的影響。而由于各個氯堿化工企業的實際狀況不同,運輸方式也有所差別,所以實際的計量方式也不盡相同,計量器具也相應有所變化。一般而言,固體物料會采用軌道衡、臺秤等儀器,液體物料則采用質量流量計、地中衡等。尤其是PVC工藝生產中,進聚合釜的主要物料,如VCM單體、引發劑、分散劑、熱水等都需要用雙質量流量計進行計量。

二、氯堿化工企業的計控儀表的工藝控制

1.氯堿化工行業的工藝自動化控制

由于氯堿化工行業工藝流程長,檢測及控制系統回路數較多,系統復雜,生產控制要求較高。為了滿足生產控制要求,提高產品質量,降低消耗,節約能源及確保安全生產,目前行業內一般都是采用集散控制系統(DCS),對整個裝置進行集中監視、控制、操作及安全保護。另外,單獨設置可燃和有毒氣體檢測系統,當裝置內的可燃和有毒氣體濃度超過要求時,發出報警信號。DCS通過系統的OPC接口與全廠信息管理系統(MIS)進行通信,以達到統一管理、統一調度的目的,同時為企業ERP的實時數據庫的建立提供數據來源。

二次鹽水過濾、離子交換塔、片堿/粒堿單元熔鹽爐及包裝系統、冷凍機組控制系統由專利商成套提供,采用PLC控制,并與DCS通訊。

由于PVC工藝生產的特點,其要應用批量控制進行生產,大大提高了生產效率。為了生產安全起見,PVC裝置一般單獨設置ESD系統,在緊急情況下完成工工藝系統的安全隔離。

2.氯堿化工行業計控儀表的選型

氯堿化工行業儀表選型在滿足工藝過程檢測及控制功能的前提下,選用技術先進、質量可靠、便于維修且具有合理性能價格比的儀表設備。目前行業內選用的主要現場儀表以HART協議的智能化產品為主,調節閥為氣動型。HART協議的智能化產品可通過DCS中的設備管理系統(AMS)對現場儀表進行調試、診斷和維護。一些不重要的或不需要經常改變給定值的調節系統采用氣動基地式調節儀表。

三、對氯堿化工企業計控儀表的應用探討

1.氯堿化工企業計控儀表在計量工作方面的應用探討

隨著這些年以來,現代科學技術的不斷發展,化工行業也取得了令人矚目的成就,而其中,廣泛應用與化工行業的計量儀表,也在不斷的更新換代,向著可靠、穩定、高精度、易安裝、易維護甚至防腐防爆等等多功能、全方面的方向發展前進,使得氯堿工業的計控水平不斷的提高。

計量的相關儀器儀表,在防腐性能上面還存在一些問題,相關的技術也還不成熟,造成計量工作中的難題。

而在對氯氣的純度、氯中所蘊含的氫以及堿液的濃度等的分析,其儀器儀表相較其他的一些分析儀器,在可靠性能方面也不夠完善。

因此,目前對于氯堿化工企業計控儀表的研究工作,應當加強對于儀器儀表在防腐防爆方面及其可靠性的研究。

2.氯堿化工企業計控儀表在控制工作方面的應用探討

2.1氯堿工業的工藝生產在主要的檢測或者控制點的儀器儀表的相關配備以及其精度都不夠規范。在實際的工作環境中,還是有一部分氯堿化工企業沒有嚴格執行該規范的有關規定。

2.2隨著現代科學技術的發展,氯堿工業的主要生產工藝的控制已經逐漸的采用計算機控制系統,使得工控機的種類越來越多,各種機型的更新換代速度也比較快,從而導致其規模化、標準化水平比較低。

所以,對于氯堿化工企業計控儀表的研究,還應當積極的引進國外的先進技術,帶動國內相關技術的發展,研究出安全可靠而價格相對低廉的產品;另一方面,也要重視對于工控機種的規模化、標準化程序的探究。

參考文獻

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關鍵詞:電化學 復習 《電解原理及其應用》

《電解原理及其應用》是電化學知識的一個重要組成部分,但新教材將這一部分知識內容放在第三冊中,與原電池知識的學習時間間隔較長,因“前攝抑制”導致很多學生將電解知識與原電池知識弄混淆,產生很大的學習障礙。這里談談《電解原理及其應用》的學習方法,供學生們學習借鑒。

一、注重理解,加強記憶

理解是記憶的前提和基礎,理解記憶比機械記憶更有效,因為只有理解了的東西才記得牢靠、記得長久,所以,學習過程中一定要注重理解,尤其是還有影響這部分知識學習的原電池知識在打攪,學生們在學習過程中就更應該在理解上多下工夫。要把握四點:

(1)重基礎,不能放松。本單元的基礎知識是電解原理,它涉及的概念、電解反應類型等是比較多的,掌握這些內容,本單元知識的學習可以說就完成了一大半。因此,在思想上應有“重基礎、夯基礎”的觀念,在行動上要有“應用基礎、落實基礎”的意識。只有這樣,才能較好地理解、掌握所學的知識,并通過運用加以鞏固。基礎知識都熟悉了,解題時才能“生巧”,才能靈活。“重基礎,不放松”,這也是理解知識的前奏。

(2)抓關鍵,把握實質。無論是一個基本概念、基本原理的理解,還是一個基本模型的分析、基本反應式的書寫等,要提綱挈領地抓住其關鍵內容,比如電解概念的中心詞有電流、電解質、氧化還原反應、陰陽極等,它告訴我們:①必須有外加電源,這是與原電池的最大區別;②要有電解質做介質或參與反應;③一定要是氧化還原反應情況(這也是電解原理的核心內容),其它如發生中和反應等的物質就不能構成電解池的條件;④電極名稱與原電池有區別。這樣來理解問題,既能加深印象,又容易把握實質。又比如電解過程中,各電極上得失電子的數目始終是相等的,理解了這一條規律,有關電解問題的計算就好處理了。

(3)用對比,發現異同。對比是深化理解的“良藥”,是化學學習的一種重要學科方法。可以將有聯系或易混淆的知識放在一起比較,如電解知識與原電池知識、電解池與電鍍池等;也可以將形似而質異或形異而質似的習題放在一起比較分析,以此來加深學生對知識的理解。如下例:

【題目】把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中(如圖所示),經過一段時間后,首先觀察到溶液變紅的區域是()。

A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近

C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近

此題通過習題的形式將電解知識與原電池知識揉和在一起。學生要解決此問題,必須要從概念、模型、電極名稱、電極反應式等方面去區分,這些知識都弄清楚了,才能順利解答此題。在概念學習中可以此題為切入點,引導學生在應用過程中區分電解知識與原電池知識,達到“在應用中理解、在理解中應用”的效果。分析從略,答案為B。

(4)有問題,及時解決。在知識理解過程中,可能會遇到這樣那樣的問題,尤其是解題過程中最容易暴露問題,一定要及時進行修正,以強化正確記憶。如理解和記憶離子放電順序時,既要記一般規律,又要結合具體情景分析問題,如下例:

【題目】用Pt電極電解含有各0.1molCu 和X 的溶液,陰極析出固體物質的質量m(g)與溶液中通過電子的物質的量n(mol)的關系見圖示。則離子的氧化能力由大到小排列正確的是( )。

A、Cu >X >H B、H >X >Cu

C、X >H >Cu D、Cu >H >X

分析:有些學生沒認真分析,就將X 與Fe 聯系起來,選擇C答案。這其實是簡單記憶陽離子放電順序導致定勢思維造成的結果。本題的解題信息在圖象中:一通電就有固體析出,且通過0.2mol電子后,再沒有固體析出了,說明是Cu 放電的結果。X 不放電,故答案應為D。

上例充分說明理解的重要性,也強調記憶的靈活性。理解是記憶的前提,記憶是理解的歸宿。將記住的東西置于

知識出現的背景中,并與具體問題結合起來進行處理,掌握學過的知識才能事半功倍。

二、抓住重點,突破難點

本單元知識學習的重點內容之一是電解飽和食鹽水(氯堿工業原理),它也是高考命題的熱點內容。學習時可以用一條線來貫穿這一知識點,如“粗鹽的提純電解原理電解裝置電解計算綜合應用”等,對每一環節的原理要在理解的基礎上進行把握,然后剖析一些細節問題,條件許可還可以將部分知識進行拓展、延伸,以豐富自己的知識水平。

在抓重點內容時,對本單元的難點內容――電極反應式的書寫,更不能忽視。正確書寫電極反應式要從以下幾個環節入手:①分清電極,與電源正極相連的為陽極,與負極相連的為陰極。②剖析溶液,電解質溶液中有哪些陽離子,哪些陰離子,并分類。③注意先后,即離子放電順序如何。④書寫電極反應式,注意使電子得失守恒。⑤檢查,兩電極反應式相加要等于總反應式或總反應式減一電極反應式得另一電極反應式。

三、善于總結,注意歸納

本單元可以歸納的知識還是比較多的。如用惰性電極電解酸、堿、鹽溶液,就可以分為電解水型(例NaOH)、分解電解質型(例CuCl )、放H 生堿型(例NaCl)、放O 生酸型(例CuSO4)等。又如電極名稱與電極反應的關系可以用四個字概括:陽――氧,陰――還;實際上只須記“陽氧”兩個字就可以了,其它的可以推理。再如電解的計算是本單元的一個重點應用問題,其常用的解題方法可以歸結為兩種:一是根據電解方程式或電極反應式列比例求解,二是利用各電極、線路中轉移的電子數目守恒列等式求解(此法較為簡便)。心理學上講,將須記憶的東西濃縮得越多,提煉得越精簡,就越容易記住。所以,學習中一定要注意將知識進行歸納、總結。

四、聯系應用,逐步提高

電化學的內容是歷年高考命題的重點內容之一,出題形式豐富,其考查方式舉例如下:

(1)電解原理的基礎知識:包括電極名稱或電解產物的確定、根據電極變化判斷金屬活潑性強弱或電極材料、電極反應式的書寫或屬性等。

例1(2002年河南)在原電池和電解池的電極上所發生的反應,同屬氧化反應或同屬還原反應的是( )。

A、原電池正極和電解池陽極所發生的反應

B、原電池正極和電解池陰極所發生的反應

C、原電池負極和電解池陽極所發生的反應

D、原電池負極和電解池陰極所發生的反應

分析:原電池負極和電解池陽極發生的是氧化反應;原電池正極和電解池陰極發生的是還原反應。故答案為B、C。

(2)有關電解的計算:通常是求電解后某產物的質量、物質的量、氣體的體積、某元素的化合價以及溶液的pH、物質的量濃度等。運用電子守恒原理解答較好。

例2(2002年春季)通以相等的電量,分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞汞的化合價為+1價)溶液,若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質的量之比n(硝酸銀)n(硝酸亞汞)=21,則下列表述正確的是( )。

A、在兩個陰極上得到的銀和汞的物質的量之比n(Ag)n(Hg)=21

B、在兩個陽極上得到的產物的物質的量不相等

C、硝酸亞汞的分子式為HgNO

D、硝酸亞汞的分子式為Hg (NO )

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分析:通以相等的電量即是通過相同的電子數,銀和亞汞都是+1價,因此,得到的單質銀和汞的物質的量也應相等;又因電解的n(硝酸銀)n(硝酸亞汞)=21,硝酸銀的化學式為AgNO ,故硝酸亞汞的化學式不可能為HgNO ,只能為Hg (NO ) 。所以,正確選項為D。

(3)聯系生產生活:主要是新技術、新情景等問題的處理。

例3(2002年上海)某學生想制作一種家用環保型消毒液發生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl 被完全吸收,制得有較強殺菌能力的消毒液,設計了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是( )。

A、a為正極,b為負極;NaClO和NaCl

B、a為負極,b為正極;NaClO和NaCl

C、a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl

D、a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl

分析: 用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液發生的反應是:2NaCl+2H O2NaOH+H +Cl ,副反應為:2NaOH+Cl =NaCl+NaClO+H O,則可推知使Cl 被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl溶液,其中起消毒作用的是NaClO溶液。電解過程中陰極產生H ,結合圖示,消毒液發生器的液體上部空間充滿的是H ,故電源a極是負極,b為正極。所以答案為B。

(4)綜合應用:與物理學中的電路分析、電流強度、電阻、能量轉化等聯系滲透,也可以與環境保護、高新技術(如航天飛船)等綜合測試。命題的靈活性大,學生思維空間的自由度也較大,正符合“3+X”考試精神。

例4(2003年春季)如圖是可用于測量阿伏加德羅常數的裝置示意圖,其中A、B是兩塊純銅片,插在CuSO 稀溶液中,銅片與引出導線相連,引出端分別為X、Y。

(1)當以I=0.21A的電流電解60min后,測得銅片A的質量增加了0.25g,則圖裝置中的X端應與直流電的?搖?搖?搖極相連,它是電解池的?搖?搖?搖極。

(2)電解后銅片B的質量?搖?搖?搖?搖?搖?搖(答“增加”、“減少”或“不變”)。

(3)列式計算實驗測得的阿伏加德羅常數NA。(已知電子電量e=1.60×10-19C)

分析:(1)因為銅片A的質量增加,A為電解池的陰極,電極反應式為:Cu2++2e-=Cu,X端應與直流電的負極相連接。(2)銅片B則為電解池的陽極,電極反應式為:Cu-2e =Cu ,其質量減少。(3)N =64g?mol ×0.21C?s ×60min×60s?min /(0.25g×2×1.60×10 C)=6.0×10 mol 。

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關鍵詞:高中;信息技術;實驗教學;應用

中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)11-343-01

化學是一門以實驗為基礎的自然科學,在傳統的高中化學實驗教學中,由于化學實驗的特性、實驗室及實驗條件、實驗授課時間等各種因素的制約,實驗不能完全地發揮其有效的教學效果。而信息技術在實驗教學中的應用給化學實驗教學帶來了新的途徑和方法。在實際的教學中,筆者嘗試著將信息技術應用于高中化學實驗教學中,利用信息技術的一些優勢來輔助高中化學的實驗教學,取得了良好的教學效果。現將一些實際應用體會總結如下:

一、高中化學實驗教學中投影技術的應用

在實際的實驗教學中,一些化學實驗對實驗條件、操作技能水平要求較高,這就使在實驗過程中常常會因為一個小小的失誤或周圍條件的變化而使實驗失敗;一些實驗的藥品比較稀少或昂貴,不能夠滿足實驗的反復實施;一些實驗現象比較不明顯或需要近距離觀察,都影響著課堂演示實驗的順利進行。而化學演示實驗需要學生認真地去觀察,通過觀察現象分析實驗的本質,演示實驗效果受到限制。將投影技術應用到化學實驗教學中,可以彌補傳統演示實驗的一些不足,大大提高演示實驗的教學效率。例如,在進行“電解飽和食鹽水”實驗時,通過實物投影可以呈現傳統演示實驗中學生不易觀察到的現象,陰陽兩極產生的小氣泡可以清晰地得到呈現,陽極產生的淡淡的黃綠色氣體,學生通過對比就可以得出結論,陽極有氯氣生成;實驗結束后在陰極附近滴入兩滴酚酞溶液,陰極區域溶液顏色變紅色,學生很容易就得到結論,陰極附近有堿性物質生成,從而使學生對電解飽和食鹽水實驗有了更直觀的了解,演示實驗的意義得到體現。

二、高中化學實驗教學中視頻技術的應用

在高中化學實驗教學中,經常會有一些不宜或不能在課堂上進行的實驗,如,一些不能保障安全或違背綠色環保理念的實驗;一些操作較為繁瑣的實驗;一些缺乏條件,或需要時間較長而不能在課堂上進行的實驗;模擬較復雜的化工生產實驗等。在教學中我們如果將這些實驗視頻融入實驗教學中去,將更有利于教學目標的實現。如“硫酸亞鐵銨的制備”實驗操作步驟和所涉及的實驗儀器較多,課堂上一般難以演示。若把這一過程制作成視頻,剪輯后在課上播放,既可以使學生掌握正確的實驗操作步驟和相關實驗儀器的使用,又可以讓學生感受到實驗工作者的艱辛。在講到“石油的煉制”時,由于各種因素的限制,學生不可能去煉油生產企業進行現場參觀,而學生又想象不出石油化工工業生產的情境,通過視頻讓學生觀看石油化工生產的設備和工藝流程,學生如同身臨其境般地參與了整個過程,當汽油、煤油、柴油等從分餾塔出來的那一刻,學生深切感受到石油化工生產對人類生活的重大意義。

三、高中化學實驗教學中動畫模擬技術的應用

在中學化學實驗教學中,尤其在有機化學實驗教學中,學生不僅要對一些宏觀的實驗過程和實驗現象能夠準確掌握,而且還要對微觀變化的原理有所掌握,并對變化產生感性的認識能舉一反三。而通過傳統的教學手段,學生很難對抽象的反應機理有更好的理解和認識。利用模擬技術手段則可以很好地解決這個傳統實驗無法辦到的問題。利用模擬技術可以很形象地演示微觀現象,模擬化學變化的過程,模擬反應機理,展示分子結構及反應斷鍵部位,從而加深了學生對反應原理的理解,對教學效果的提高有著重要的作用。如,在“乙酸乙酯的制備”實驗教學過程中,運用動畫軟件可以把乙酸與乙醇反應的斷鍵部位及新鍵的形成機理形象地展示出來。課堂上學生清楚地從屏幕中看到乙酸分子中的羥基和乙醇分子羥基上的氫原子從原分子上斷開后“手拉手”形成了水,剩余部分結合成新的物質乙酸乙酯,學生不禁感嘆化學神奇的同時,對反應的機理也有了更清晰的認識,大大增強了實驗的教學效果。

四、數字傳感技術在高中化學實驗教學中的應用

在中學化學實驗的教學中,很多化學反應都有氣體生成,為了表征氣體產生的快慢和多少,以往一般采用比較氣球膨脹的快慢、活塞移動的快慢、加入肥皂水后肥皂泡產生的快慢等方法來間接描述氣體壓力的變化,但很難進行定量化研究。如利用傳感器可以解決其他傳統實驗中無法定量描述的困惑,除了氣體壓強傳感器應用于化學反應速率的教學之外,在酸雨的形成教學中可以用pH傳感器來完成。“酸雨的形成過程”中,亞硫酸會慢慢被氧氣氧化生成硫酸,pH會慢慢變小,用傳統的pH試紙或pH計很難監測出這一變化的全過程。采用pH傳感器很容易在電腦上看到pH值慢慢變小的曲線,而且可以任意拖動坐標曲線使pH變化趨勢更加明顯。學生充分感受到化學變化的全過程,明白了酸雨對人類的危害,一定程度上增強了學生的環保意識。在“探究氫氧化鋇與稀硫酸離子反應實驗”中,以往我們只能通過觀察小燈泡明亮程度的方法來確定溶液導電性大小以此來判斷溶液中自由移動離子濃度的變化。采用電導率傳感器就能很清晰地在電腦上看到電導率的變化曲線,清楚地分析出溶液中自由移動離子濃度的變化情況,使學生深切地體會到實驗中離子反應的實質。

化學實驗以其豐富的內涵在化學教學中發揮著獨特的功能和作用,在教育、教學中占據非常重要的地位。隨著科學技術的發展,現代信息技術在化學實驗教學中的有效應用必將豐富實驗的內涵,增強實驗的功能。重視化學實驗,創新化學實驗,對于培養學生科學的實驗素養,樹立科學的人生觀,全面提高教育教學質量具有深遠的意義。