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电解饱和食盐水范文1
知道电解饱和食盐水的产物以及产物的检验方法,知道电解装置的电极名称
初步了解含氯消毒剂;巩固、加深对氯气性质的了解
复习初三有关内容,做好和高中知识的衔接
过程和方法:
以家用次氯酸钠消毒液发生器的设计,激发“学以致用”的兴趣;进一步增强运用所学基本原理进行实验设计的创新意识
【教学难重点】
引导学生探究电解饱和食盐水的产物成分
改进家用次氯酸钠消毒液发生器的设计
初步了解电解饱和食盐水的方法
【教学方法】
实验探究式
【教学流程】
综合利用海水资源的意义引入课题复习初三电解水探究、检验电解饱和食盐水产物氯碱工业介绍近代著名实业家吴蕴初先生设计完善次氯酸钠消毒液发生器
【教学过程】
[引言]浩瀚的海洋覆盖了约70%的地球表面,蕴藏着丰富的资源。随着人口增长和社会的进步,人们对化学资源的需求不断增加,开发海洋中的丰富的化学资源,已日益受到人们的重视。
[发问]海水中含量最多的是哪种物质?
[出示资料]海水中主要元素的含量(见右上)
[教师]海水中最多的物质除了水以外是氯化钠,也就是食盐。按全球1.37×1012立方米海水计算,如果把海水中的盐分(NaCl,MgCl2等)全部提取出来,其总量约为4×1016吨,这些盐平铺在地球陆地表面可高达多少米――100多米。
[出示图]海水中的盐(见右上)
[教师]所以,对海水资源最重要的综合利用
之一是研究对氯化钠进行综合利用。
[教师]你了解氯化钠有哪些用途?(用于吃、医用 的氯化钠仅占了氯化钠总量的极少部分,大量的氯化钠是作为重要的化工原料,用于制取我们需要的物质)
[教师]怎样用它来制取我们需要的物质呢?
用加热的方法使它分解行不行?不行,因为氯化钠非常稳定。
怎么办?在初中我们学过,要使非常稳定的水分解可以用什么方法?对,电解。
[复习初三知识]电解水的装置、产物的检验方法、电极的确定。
[教师引导]如果在水中加入NaCl,配制成饱和NaCl溶液,然后进行电解,你们猜测会产生哪些物质?
[学生讨论分析]
[板书]元素:Na、Cl、O、H
估计产物有:
气体―H2(点燃产生爆鸣)
Cl2(湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)
O2(带火星的木条复燃)
固体―Na(Na和H2O反应,生成NaOH)
Na2O(Na2O+ H2O2NaOH)
溶液―NaOH(滴入无色酚酞变红)
HCl(不是直接产物)
HClO(不是直接产物)
NaClO?(不是直接产物)
[教师]下面我们就通过实验来探究电解饱和食盐水,并用相应的检验方法验证电解可能有的产物。
[注意事项]电极的连接、酚酞的滴加(两边滴加)、淀粉碘化钾试纸(湿润、两边检验):实验完毕后,切断电路。
[学生实验]电解饱和食盐水
[学生探究]电解饱和食盐水的产物及其分析(要求学生完成实验报告)
[教师]从实验现象可以看到,在U型管的两个电极上都有气体放出。跟电源正极相连的电极(阳极)附近生成了氯气,跟电源负极相连的电极(阴极)附近生成了氢气,还发现在电解后溶液中有碱生成。
[教师]至于电解饱和食盐水的产物为什么是烧碱、氯气和氢气”“为什么不像电解水那样生成氧气”等问题。要解释这些问题,需要从微观的角度来研究电解饱和食盐水的原理,这些内容我们将会在高二时学习。
[发问]为什么实验时观察到阳极产生的气泡少呢?
[学生]氯气能溶于水,并和水反应生成HCl。还有HClO和NaOH反应生成了NaClO。
[教师]利用电解饱和NaCl溶液来制取烧碱、氯气和氢气并以它们为原料生产一系列化工产品的工业称为氯碱工业。
[学生看课本29页]近代著名实业家―――吴蕴初先生以及天原化工厂产品。
[教师]2003年我国就有一百多家氯碱生产企业,其中烧碱总生产能力达到1050万吨以上,含氯产品达200多种,而次氯酸钠是重要含氯产品之一。
[教师]我们知道次氯酸钠是通过氯气与NaOH溶液(学生)反应制得,我们能否利用电解饱和食盐水装置改装为简易的家用次氯酸钠消毒液发生器?设计时要注意安全、高效、简便,能够防止氯气与氢气接触、混合,能够使NaOH和Cl2充分反应。
[投影]
[教师]学生们马上发现阴极的NaOH与阳极产生的Cl2不能接触反应很难发生,那么如何将此装置改良呢?其实玻璃管是以变形的。
(画图,将U型管拉直、变短、变粗)
(再竖放变形后的玻璃管,说明这样气体往上跑有利于和溶液充分接触;还要在直管上下分别加两个活塞,两活塞上分别插入两根碳棒作电极,分别接电源正负级。)
[教师引导]为了使Cl2与NaOH充分接触,我们思考Cl2应让它在哪一端产生?如何安装电极?
[教师引导]氢气在哪端生成?如何排出?
[教师引导]如何随取随用?
[教师]通过这节课的学习,你们能否归纳一下你学习到哪些知识、有何体会?
[学生讨论]
[小结]这节课我们主要
1.学到了一种综合利用氯化钠的方法,即通过电解饱和食盐水来制取氯气、氢气和氢氧化钠。
2. 通过电解饱和食盐水产物的探究,体验了科学探究的一般过程。
3. 认识了一名中国的实业家―吴蕴初先生并了解氯碱工业。
4. 我们还学以致用,尝试自己设计简易的家用消毒剂制造装置。
电解饱和食盐水范文2
我们已经学过电解水的知识,今天我们通过探究电解饱和食盐水,研究以食盐为基础原料的工业――氯碱工业的生产原理。
(教师指导学生实施实验,观察现象。结果发现在阴阳两极上都有气泡产生。)
接下来教师通过一系列环环相扣的问题情境,引导学生探究电解饱和食盐水的产物。
问题1:你们认为两电极上产生的气体可能是什么物质?
学生经过讨论,获得的结论是“它们可能是氢气、氧气、氯气”。
教师让学生再一次进行讨论,看看有没有可能还有其他气体生成,结果有同学说还可能有氯化氢气体。
问题2:根据已有的知识经验,能不能将上述四种气体中的一种或几种给排除掉?
学生经过研究,提出其中的氯化氢气体可以排除掉。在说明原因时,有同学说,根据电解水的方程式,其生成的产物只有单质,而氯化氢是化合物,所以不可能;也有同学说,氯化氢是一种极易溶于水的气体,不可能以气体逸出。
此时学生议论纷纷,感到他们说的理由不充分。
接着又有同学站起来说,根据电解水的方程式,两电极上生成的氢气、氧气中元素的化合价跟原反应物中元素的化合价均不相同,所以在电极上产生的气体,其元素的化合价在反应前后应该是不同的,而氯化氢中两种元素的化合价跟原反应物中价态没有差别,所以氯化氢不可能生成。
最后有两个同学站起来阐述自己的观点,他们相互补充,达成的共识是:电解时,溶液中氢离子向阴极运动,氯离子向阳极运动,如果两种离子都参与反应的话,它们不可能在同一电极上生成,所以不可能产生HCl(此时,同学们面露钦佩的神色)。
问题3:可以用什么方法证明它们存在与否?其中至少采用几种检验方法?
学生通过研究,认为至少需采用两种不同的方法检验它们。
(学生实施实验,发现阴极产生的气体能发生爆鸣现象,阳极上产生的气体能使湿润的KI――淀粉试纸变蓝,从而得出电解产生的气体是氢气和氯气的结论。)
问题4:电解液能使酚酞变红,能否证明电解产物中一定有NaOH?
学生在探究过程中出现争论:
有的认为不能证明,因为是电解液使酚酞变红只能说明其显碱性,而不能证明这种碱一定是NaOH。
也有的认为可以证明,因为电解饱和食盐水时,溶液中的金属阳离子只有Na■,如果有碱生成,它只能是NaOH。
经过讨论,绝大多数同学同意上述第二种观点。此时有一个同学提出了与众不同的观点,他认为:电解液使酚酞变红,只能说明它显碱性,其中含NaOH,而不能说明这种碱是由电解产生的,因为有可能食盐水在电解前本身就有可能已经显碱性了。这个同学陈述的观点,使大家有了豁然开朗的感觉,纷纷点头赞许。
问题5:假如溶液中Cl■全部转化为Cl■逸出,此时溶液中大量存在的溶质微粒是什么(学生认为是Na■)?
(1)溶液中溶质微粒是否只有Na■?
(2)跟Na■共存的阴离子可能是什么?
(3)怎样证明电解后的溶液中存在NaOH?
在上述问题的探究过程中,学生认为溶液中溶质微粒不可能只有Na■,因为如果这样,溶液就会带电,所以溶液中一定有阴离子中和Na■的电性。根据原溶液的元素组成,认为这种阴离子只可能是OH■,而Na■、OH■的组合即NaOH,此时很自然地想到检验有NaOH生成的方法可用酚酞试液。
(学生实验:向电解后的溶液滴加无色酚酞溶液,结果发现溶液显红色。)
问题6: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本来就具有的?
学生经过研究发现这个实验很简单,只要向原饱和食盐水中滴加酚酞试液即可。
(学生实验,向电解前的饱和食盐水滴加酚酞试液,溶液不变红色,证明NaOH是电解生成的。)
至此电解饱和食盐水的产物通过学生的探究全部搞清楚了,它们是:氢气、氯气、氢氧化钠,接着学生写出了电解饱和食盐水的方程式,教师说这个反应就是氯碱工业的基本反应原理。……
由于教学过程中所创设的问题情境具有可探究性和发散性,使学生在提出假设、对假设证实或证伪、获得正确结论的过程中,逻辑思维能力、创新精神、科学方法、科学态度、实践能力等方面有所发展。
在开展探究活动之前,教师看似无意地回顾了电解水的知识,但从后来的探究过程来看,其目的是为学生探究电解饱和食盐水的活动提供知识的固着点和出发点。
在否定氯化氢气体存在的探究活动中,学生一开始仅仅将电解水(产物均为单质)的知识进行简单迁移,得到不可能生成氯化氢的结论,但说服力不强。随着探究的深入,学生否定氯化氢气体存在的理由越来越多,越来越深刻。比如有同学从电解水中产物元素化合价发生变化的角度否定了氯化氢的存在,虽然他的知识固着点与第一个学生相同,但理解的层次明显不同,第一个学生仅仅从产物是单质这一表象进行知识的迁移,而第二个学生则将电解水的本质原理(元素的化合价发生变化)迁移到电解饱和食盐水中,体现出其思维的深刻性。而最后两位学生则从电解饱和食盐水时微粒移动方向的微观角度解释了氯化氢不存在的原因,可见他们的探究活动已从宏观物质深入微观世界,其思维品质达到更高的层次。他们的探究结果将课堂教学气氛推向,无论是提出这种假设的同学本身或是其他学生,还是老师都沉浸在惬意和谐的氛围中。
电解饱和食盐水范文3
A. 与电源正极相连的是电解槽的阳极
B. 与电源负极相连的是电解槽的阳极
C. 在电解槽的阳极发生氧化反应
D. 电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极
2. 用电解法提取氯化铜废液中的铜,正确的是( )
A. 用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片
B. 用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片
C. 用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D. 用带火星的木条检验阳极产物
3. 用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的( )
A. CuSO4 B. H2O C. CuO D. CuSO4・5H2O
[a b][Cu][Fe][Cu2+][SO42+]4. 下列叙述不正确的是( )
A. a和b用导线连接时,铜片上析出金属铜
B. b和a分别连接直流电源正、负极时,SO42-向铁电极移动
C. a和b分别连接直流电源正、负极时,铁片上发生的反应为Cu2++2e-=Cu
D. 无论a和b怎样连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
5. 高铁电池是一种新型可充电电池,其总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O[放电
充电] 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是( )
A. 放电时,负极反应为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
B. 充电时,阳极反应为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O
C. 放电时,转移3 mol电子,正极有1 mol K2FeO4被还原
D. 放电时,正极附近溶液的碱性减弱
[石墨][铜][浓NaOH
溶液]6. 在实验室里可模拟工业过程制取Cu2O,总反应式是2Cu+H2O=Cu2O+H2,其装置如右图,下列有关说法不正确的是( )
A. 该实验符合绿色化学的设计理念
B. 图中的虚线框内需连接直流电源,且正极与石墨相连
C. CuO高温加热分解也可以得到Cu2O
D. 上述装置中,阳极的电极反应式是2Cu+2OH-=Cu2O+H2O+2e-
[a][X][Y][A]7. (1)以KOH溶液为电解质溶液,设计一个氢氧燃烧电池,其正极的电极反应式为 。
(2)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与电解池相连(如图),其中a为电解液,X和Y均为惰性电极,则:
①若a为CuSO4溶液,则电解时的化学反应方程式为 ;
②若电解含有0.04 mol CuSO4和0.04 mol NaCl的混合溶液400 mL,当阳极产生的气体672 mL(标准状况下)时,溶液的pH= (假设电解后溶液体积不变)。
8. (1)海洋电池是以铝为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流,电池总反应为:4Al+3O2+6H2O=4A1(OH)3,下列说法正确的是 。
a. 电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极
b. 铂电极采用网状比块状更利于O2放电
c. 海水中的OH-向铝电极方向移动
(2)用惰性电极电解200 mL l.5 mol・L-1食盐水;电解2 min时,两极共收集到448 mL气体(标准状况下)。写出该电解反应的离子方程式 ;假设电解前后溶液的体积不变,则电解后该溶液的pH为 。
9. 用下图装置分别做下列电解实验(保持温度始终不变)。
(1)用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液,通电一段时间后,下列说法中不正确的是 ;
A. 溶液的pH不变
B. 溶液中Na2SO4的物质的量不变
C. Na2SO4溶液的浓度不变
D. 2c(Na+)=c(SO42-)
(2)用石墨和铁作电极模拟氯碱工业原理电解饱和食盐水,则X的电极名称是 极,发生的电极反应式为 ,Y极的电极材料是 ,检验X极产物的方法是 ;
电解饱和食盐水范文4
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,进行氧化还原反应的探究。
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、两头削减的铅笔(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)电笔密信
实验过程:取一张用新制的FeSO4溶液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。用连接电源正极的铅笔书写不清楚的字或符号。然后在字上滴入KSCN溶液,立刻显现血红色的字。
(4)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.电解实验的趣味化,装置简单。
3.通过系列实验,直观的了解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)由于整个装置还是敞开式的,虽然微型,电解饱和食盐水时但也会有少量的氯气放出,操作时间不宜过长。实验(4)中的双色同心圆需要一点时间,要耐心。
(2)在写字过程中,由于铅笔本身可以写出黑色字迹,因此在写秘信手上要轻,否则也会有铅笔本身的印记。HB铅笔相比2B铅笔痕迹更浅。
电解饱和食盐水范文5
关键词:新课改非预设性节外生枝
笔者在一次观摩 “化学能转化为电能” (苏教版《化学2(必修)》)的教学中,当学生完成课本P40【实验1】到【实验4】,观察实验现象并填写表2―5之后,执教老师安排flash的动画模拟原电池的工作原理。原本教学意图是为了让学生更直观地理解:因为锌通过导线将电子转移到铜片上,氢离子从铜片上得到电子产生氢气,所以在铜片上有气泡产生,灵敏电流计的指针发生偏转。但不少学生却产生这样的疑问:为什么在实验中锌片的表面上也有大量的气泡产生呢?这是个有价值的问题。因此执教老师先让学生讨论,并建议学生用纯锌再做这个实验。通过讨论―实验―再讨论,最终师生一起解决了这个问题。没想到“节外生枝”,也就在这节课上,有个实验小组的学生,在做以下实验(见下图)探究原电池的构成条件时发现B、C装置的电流表指针也发生偏转,这是为什么呢?因为要下课了,执教老师把这个问题布置为当天的作业……
类似这样的课堂教学中 “节外生枝”现象往往会打乱教学的节奏,但许多不曾预料的精彩也会不期而至。非预设性的动态生成式化学课堂教学,课堂上要允许学生出错,允许学生不明白,我们也就是要从学生出错的地方和不明白的地方入手,让学生从不懂到懂,从不明白到明白,不图省事和形式,追求真实自然,敢于“暴露”意料之外的情况,让学生敢想、敢说、敢问。随着新课程改革的实施,课堂教学的本质认识有了新视角,这就是课堂教学的非预设性。在教学中,当学生有了突如其来的问题时,即使这个问题不适合在课堂上展开,也不要采取否定的态度,而要鼓励他们到课后去寻找答案,因为课堂上的45分钟总是有限的,但课后的时间是无限的。时间一久,学生的智慧就会如火山爆发般喷涌而出,从而使学生在不断的生成过程中得以发展。
从知识观上看:传统教学强调知识的结论性,教师把知识结论传授给学生,学生只是被动接受被固化的知识结论,能背诵就等于掌握了知识。在这种知识观的引领下,灌输成了教师最简便的完成知识传授的方法,教学预设就是教师将认真准备的授课内容以“点、线、面”织成知识结构,预设就成了教师提前梳理知识;新课程强调的知识观是动态生成的,特别是过程与方法和情感态度价值观目标,只有在活动中才能形成,增加了教学过程的不确定性。非预设性的动态生成的化学课堂就能很完美地将教学过程中师生的思维碰撞点、思维交会点,思考三维目标的紧密结合。
从过程观看:传统教学中预设是线性的,“秩序化的存在方式、教学中严密的控制与操纵、程序化的运作”,“复杂、多维的课堂教学极易被简化为教师向学生传递知识的单向过程”,这样教师主宰了教学过程,学生变成了陪衬;新课程课堂教学突出学生的突出地位,教学过程是师生、生生情感交流、碰撞、升华的过程,充满了不确定性,非预设性的动态生成的化学课堂为具体的教学中可能出现的情景、学生可能的思维触角做准备。
从教学设计观看:传统的教学设计是刚性的、静态的封闭型的,学生孤立于教学设计之外,是教学设计的接受者,对教学设计没发言权,学生的活动是配合教师的需要。教师预设好流程,课堂按教学流程完成;新课程的教学设计要求多维、多向、动态的,教师、学生、教学情景都是教学资源,因此非预设性的动态生成的化学课堂教学是弹性的、动态的、开放的。
【课例研究】
《电解原理的应用――氯碱工业》课堂再现
教师指导学生实施实验,观察现象。结果发现在阴阳两极上都有气泡产生。师:你们认为两电极上产生的气体可能是什么物质?
生:学生经过讨论,获得的结论是它们可能是氢气、氧气、氯气。
[节外生枝1]教师让学生再一次讨论,看看有没有可能还有其他气体生成。结果又有同学说还可能有氯化氢气体。
师:根据已有的知识经验,能不能将上述四种气体中的一种或几种给排除掉?
学生经过研究,提出其中的氯化氢气体可以排除掉。在说明原因时,有同学说,根据电解水的方程式,其生成的产物只有单质,而氯化氢是化合物,所以不可能;也有同学说氯化氢是一种极易溶于水的气体,不可能以气体逸出。此时学生议论纷纷,感到他们说的理由不充分。
接着又有同学说,根据电解水的方程式,两电极上生成的氢气、氧气中元素的化合价跟原反应物中元素的化合价均不相同,所以在电极上产生的气体,其元素的化合价在反应前后应该是不同的,而氯化氢中两种元素的化合价跟原反应物中价态没有差别,所以氯化氢不可能生成。
最后又有两个同学阐述自己的观点,他们相互补充,形成的共识是:电解时,溶液中氢离子向阴极运动,氯离子向阳极运动,如果两种离子都参与反应的话,它们不可能在同一电极上生成,所以不可能产生HCl。
师:可以用什么方法证明它们存在与否?其中至少采用几种检验方法?
学生通过研究,认为至少需采用两种不同的方法检验它们。
学生实验,发现阳极上产生的气体能使湿润的KI――淀粉试纸变蓝,阴极产生的气体能发生爆鸣现象,从而得出电解产生的气体是氯气和氢气的结论。
师: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?
生:Na+。
师:(1)溶液中溶质微粒是否只有Na+?
(2)跟Na+共存的阴离子可能是什么?
(3)怎样证明电解后的溶液中存在NaOH?
在上述问题的探究过程中,学生认为溶液中溶质微粒不可能只有Na+,因为如果这样,溶液就会带电,所以溶液中一定有阴离子中和Na+的电性。根据原溶液的元素组成,认为这种阴离子只可能是OH-,而Na+、OH-的组合即NaOH,此时很自然地想到检验有NaOH生成的方法可用酚酞试液。
学生实验:向电解后的溶液滴加无色酚酞溶液,结果发现溶液显红色。
师:电解液能使酚酞变红,能否证明电解产物中一定有NaOH?
有的认为不能证明,因为是电解液使酚酞变红只能说明其显碱性,而不能证明这种碱一定是NaOH。也有的认为可以证明,因为电解饱和食盐水时,溶液中的金属阳离子只有Na+,如果有碱生成,它只能是NaOH。
[节外生枝2]又经学生的讨论,绝大多数同学同意上述第二种观点。此时有一个同学提出了与众不同的观点,他认为:电解液使酚酞变红,只能说明它显碱性,其中含NaOH,而不能说明这种碱是由电解产生的,因为有可能食盐水在电解前本身就有可能已经显碱性了。这个同学的观点,使大家有了一种从多种角度分析问题的思维方式。
师: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本来就具有的?经过研究,发现实验很简单,只要向原饱和食盐水中滴加酚酞即可。
学生实验,向电解前的饱和食盐水滴加酚酞试液,溶液不变红色,证明NaOH是电解生成的。
至此电解饱和食盐水的产物全部搞清楚了,它们是:氢气、氯气、氢氧化钠。由于教学过程中所出现的“节外生枝”的非预设性问题具有可探究性和发散性,使学生在提出假设、对假设证实或证伪、获得正确结论的过程中,逻辑思维能力、创新精神、科学方法、科学态度、实践能力等方面有所发展。
从本课时的教学过程来看,老师的教学机智、随机调控、即时发挥,创造条件促使学生向提高科学素养的方向转化,使课堂教学的有效性在不断变化的过程中逐步形成。
【研究的反思与展望】
1.“教育的技巧并不在于能预见到课堂的所有细节,而是在于根据当时的具体情况,巧妙的在学生不知不觉中做出相应的变动”(苏霍姆林斯基语)。这就需要教师关注课堂的“节外生枝”事件,甚至是挖掘课堂中学生的非预设性的动态生成。因此,课堂灵变性越来越大。教师应不断加厚自身的底蕴,不断的锤炼、提高课堂驾驭和应变能力。
2.非预设生成不是否定教学的预设。非预设性的动态生成是师生互动的结果。预设是非预设生成的基石,同时预设又是一把双刃剑,既能促进非预设生成也能遏制非预设生成。如何处理这个关系有待进一步研究。
3.非预设性的动态生成的学习过程中,经常给课堂带来一些尴尬事:学生的探究偏离了探究主题,有的甚至与课堂教学无关。其实,在学生没有破坏性的行为前提下,教师可以选择宽容,接受学生的不成熟表现,放弃对学生的否定。在维护学生的人格与尊严的前提,提醒学生改善他们自己的某些行为。
电解饱和食盐水范文6
电解是在工业上应用较为广泛的电化学方法,如氯碱工业、铝的冶炼等。对电解原理及应用的考查,在不同年份、不同省份高考试卷上均有体现;这早已引起师生的关注,但仍有相当多的考生对电解心存畏惧。其实,对电解类考题的处理,只要抓准色变,善于分析、迁移,顺利突破也不是难事。
1 归纳色变
苏教版教材在《化学必修1》、《化学必修2》、《化学反应原理》、《实验化学》中多次触及饱和食盐水的电解,用石墨棒作阳极、铁作阴极的电解装置(见图1、图2)。我们先从原理角度对与颜色变化(简称“色变”)有关的现象作出解释。
色变1:对图1而言,电解一段时间后,关闭电源,打开U形管两端的橡皮塞,分别向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,出现现象:在阴极(与外接直流电源的负极相连的电极,即铁棒)区溶液显红色。解释:在阴极上,由水电离出的H+得到电子被还原,放出氢气。电极反应式为:2H++2e-=H2或2H2O+2e-=2OH-+H2,在阴极区里Na+与OH-组成NaOH,溶液呈碱性,酚酞试液在碱性环境中显红色。
色变2:对图2而言,电解一段时间后,出现现象:碘化钾淀粉溶液显蓝色。解释:碳棒与外接直流电源的正极相连,在电解装置中作阳极。在阳极上,Cl-失去电子被氧化,放出氯气,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2;产生的氯气通入碘化钾淀粉溶液中,Cl2+2I-=I2+2Cl-,淀粉遇碘变蓝色。
色变是电解类考题最常见的信息,是实施整体突破的切入口。色变还可根据考题内容的变化有其他的情形,如用石墨电极电解饱和KI溶液时,阳极区溶液由无色逐渐向棕黄色变化;若向电解后的溶液中滴加少量CCl4溶液,经振荡静置,可观察到溶液分层,下层呈紫红色的现象;若用铜作阳极,则在阳极附近因铜放电有Cu2+产生,溶液呈蓝色等。
2 突破示例
例1:[2007上海,16]某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验,如图3。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿,然后平铺在一块铂片上,接通电源后,用铅笔在滤纸上写字,会出现红色字迹。据此,下列叙述正确的是()
A.铅笔端作阳极,发生还原反应
B.铂片端作阳极,发生氧化反应
C.铅笔端有少量的氯气产生
D.a点是负极,b点是正极
解析:铂、碳都是惰性电极。滤纸已用无色酚酞的混合液浸湿,“黑笔写红字”说明在笔端发生了反应2H2O+2e-=2OH-+H2,使溶液显碱性。根据色变1原理可知:铅笔处发生还原反应,作阴极、而非阳极,A错;有氢气产生、而非氯气,C错;a点与铅笔相连,a是电源的负极,D错;铂片与电源正极b点相连,作阳极,发生氧化反应,B正确。
例2:[2004全国理综II,28]在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如图4。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止停电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成上下两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答(设置的问题有删减):
(1)阴极上的电极反应式为________。
(2)阳极上的电极反应式为________。
(3)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是________。
解析:使用惰性电极电解溶液时,阴极发生还原反应,溶液中能得电子变成气体的只有H+,所以阴极上的电极反应式为:2H++2e-=H2;阳极上离子按I-、Br-、Cl-、OH-的顺序失电子,抓住题目色变信息:“无色棕色(由浅变深)紫红色”,可知是I-失去电子生成I2,电极反应式为:2I--2e-=I2。两种无色的互不相溶的中性液体,一为水,另一为密度比水大的有机溶剂(如CCl4或CHCl3),产生的I2被有机溶剂萃取,绝大部分I2由水转移到有机溶剂中,导致搅拌后液体的颜色发生了由水层呈深棕色到有机层呈紫红色的变化。
3 巩固训练
技能的养成,不是“听、看、赏析”就能解决的;是在处理一定数量习题的运用中,不断地消化、融合、提升而获得的。请大家实际分析下列试题:
练1:[据2005北京理综,27(3)改编]装置如图5所示,两玻璃管中盛满滴有酚酞的NaCl饱和溶液,C(I)、C(II)为多孔石墨电极。接通S1后,C(I)附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S1,接通S2,电流表的指针发生偏转。此时:C(II)的电极名称是____,C(I)的电极反应式是___。
点拨:接通S1、断开S2时为电解装置,在直流电源正负电极未明确的情况下,抓C(I)附近溶液变红信息,结合电解饱和食盐水规律,知C(I)附近溶液溶液呈碱性,液面上方收集到的气体是H2。接通S2、断开S1时为氢氯碱性燃料电池装置,还原性气体H2在C(I)区,所以C(II)的电极名称为正极,要注意C(I)的电极反应式书写为 H2-2e-=2H+是不妥当的,不要忽略在C(I)附近溶液呈碱性,正确的书写应为H2+2OH-+2e-=2H2O。
练2:[2007重庆,11]按图6所示进行实验。下列叙述正确的是( )
A.Y为阴极,发生还原反应
B.X为正极,发生氧化反应
C.Y与滤纸接触处有氧气生成
D.X与滤纸接触处变红
点拨:装置分为两部分,易判断左半部分为原电池;Zn作负极,失电子。右半部分为电解池,电极Y(Cu)接受流入的电子作阴极,发生还原反应,A正确;X(Cu)发生氧化反应,但是作阳极,B错误。X上电极反应为Cu-2e-=Cu2+,X与滤纸接触处因有Cu2+生成变蓝,D错误。在Y上是溶液中的阳离子放电,因为H+的放电能力强于Na+,所以电极反应为2H++2e-=H2, C错误;由于H+的放电,打破Y极区附近H2O的电离平衡, 使c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,致使出现色变:Y与滤纸接触处变红。
练3:CuI是不溶于水的白色固体,它可以由反应2Cu2++4I-=2CuI+I2而得到。现以石墨为阴极,以Cu为阳极电解KI溶液,通电前向电解液中滴加少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久,阴极区溶液呈红色,而阳极区溶液呈蓝色。下列对阳极区溶液呈蓝色的解释正确的是()
A. 2I--2e-=I2 碘遇淀粉变蓝
B. Cu-2e-=Cu2+Cu2+显蓝色
C. 2Cu+4I--4e-=2CuI+I2碘遇淀粉变蓝
D. 4OH--4e-=2H2O+O2O2将I-氧化为I2,碘遇淀粉变蓝
评析:读题不仔细的同学,会被题中“淀粉、KI”所蒙蔽,想当然认为阳极上I-放电生成I2,碘遇淀粉变蓝而误选A。阳极材料是Cu,为活性电极,本身要放电产生Cu2+,这也极易诱导部分学生误选B。只要注意到题中信息,自然就会将Cu-2e-=Cu2+与2Cu2++4I-=2CuI+I2合并,而选出正确答案C。至于错选D项的同学,不能不说有丰富的想象力,但欠缺获得成功的“非智力因素”――审题能力,怎么就没意识到阳极是活性金属呢?客观地讲,没能正确判定I-与OH-放电顺序,也表明基础知识存有缺陷。所有这些都警醒我们:在处理电解类习题时,面对“色变”信息,只有抓得准、用得好,才能获得成功!