电解饱和食盐水范文
时间:2023-03-17 08:38:53
导语:如何才能写好一篇电解饱和食盐水,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一、试验指导
1.电解原理
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解.
2.电解质溶液的导电性
我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生了定向移动.那么在电解质溶液中,导电的机理是什么?回忆初中学习过的霍夫曼水电解器的工作原理.
电解水时,我们发现在与电源的“+”相连的碳棒上,产生了氧气.在与电源“-”相连是碳棒上,产生了氢气.
说明电解质溶液的导电需要依赖于溶液中,电离出来的自由移动的阴阳离子.
分析:电解质溶液导电一定利用了溶液中的阴阳离子,而溶液中的阴阳离子在外加电场的作用下,阴阳离子一定产生了定向的移动.
外接电源的“+”极,发生氧化反应,将此极定义为阳极.
外接电源的“-”极,发生还原反应,将此极定义为阴极.则在电解水时阴阳两极的反应为:
阳极:4OH--4e=2H2O + O2
阴极:4H++4e=2H2
总反应:2H2O=2H2 + O2
3.阴阳离子在阴阳两极反应的规律
阳离子在阴极上得电子发生还原反应;阴离子在阳极上失电子发生氧化反应.
4.实验
图1在U型管里装入饱和食盐水,用一根碳棒作阳极,一根铁棒作阴极,如图1.同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液,并把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近.接通直流电源后,注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化.
从实验可以看到,在U型管的两个极上都有气体放出.阳极放出的气体有刺激性气味,并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,说明放出的是Cl2;阴极放出的气体是H2,同时发现阴极附近溶液变红,这说明溶液里有碱性物质生成.
为什么会出现这些实验现象呢?
这是因为NaCI是强电解质,在溶液里完全电离,水是弱电解质,也微弱电离,因此在溶液中存在着Na+、H+、Cl-、OH-四种离子.当接通直流电源后,带负电的OH-和Cl-向阳极移动,带正电的Na+和H+向阴极移动.在这样的电解条件下,Cl-比OH-容易失去电子,在阳极被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子放出,使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝.
阳极反应:2Cl--2e=Cl2 (氧化反应)
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,并结合成氢分子从阴极放出.
阴极反应:2H++2e=H2 (还原反应)
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+2H2O=2NaOH+H2+Cl2
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, H2和Cl2混合遇火能发生爆炸.在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行.
二、教学目标和方法
1.认知目标
(1)了解电解反应的原理
(2)掌握电解反应中的离子反应
2.情感目标
(1) 培养学生科学方法和探索勇气.
(2) 理解辩证唯物主义思想.
3.教学方法
实验――讨论法
三、实验用品
小烧杯(或U形管)、玻璃棒、铁架台、碳棒、粗铁钉、导线、直流电源.饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、蒸馏水.
四、实验步骤
步骤1:外接电源的“+”极,与碳棒相连;外接电源的“-”极,与粗铁钉相连.向饱和食盐水中,滴加酚酞试液,通过知识的准备和推理,以及实验现象的观察,检验阴阳极的产物.
步骤2:外接电源的“+”极,与粗铁钉相连;外接电源的“-”极,与碳棒相连.向饱和食盐水中,滴加酚酞试液,通过知识的准备和推理,以及实验现象的观察,检验阴阳极的产物.
五、思考与归纳
1.分析步骤1和步骤2结果不同的原因.
篇2
以化学实验为主的多种探究活动,是学生体验科学探究过程,激发学习化学兴趣,培养学生创新精神和实践能力的重要途径。电解饱和食盐水实验是联系元素化合物与电化学的纽带,在中学化学中具有举足轻重的地位,也是历年高考考查的重点之一。现行苏教版普通高中课程标准实验教科书《化学1》第39页“观察与思考”中电解饱和食盐水装置。可有效用于演示实验,但不便于学生自己动手的自主探究活动的开展,难以实现人人动手的操作欲望。对此,我对该实验装置进行了改进,并运用于学生自主探究活动,取得了良好的效果。
1 实验材料及药品
材料:50mL、25mL注射器(塑料)、注射用针头(大号)、橡皮塞、铁钉、砂纸、石墨棒、100ml烧杯、导线(带铜夹)、9V干电池、橡皮筋、火柴。
药品:饱和食盐水、酚酞、KI淀粉溶液、肥皂水。
2 基本装置的制作
(1)将50mL注射器一分为二,两端打通形成两段等长的圆筒,分别在每个圆筒的一端配上橡皮塞。
(2)在一个橡皮塞上配上铁钉(事先用砂纸打磨过,作阴极)和25mL注射器,在另一个橡皮塞上配上石墨棒(作阳极)和25mL注射器,然后用橡皮筋将两圆筒绑在一起放入小烧杯中,形成一套基本装置(图1)。
3实验操作步骤
(1)向烧杯中注入饱和食盐水(事先滴加几滴酚酞溶液)至圆筒内液面恰好接触橡皮塞底部。
(2)用带铜夹的导线将铁钉与9V干电池负极相连,石墨棒与干电池正极相连,开始电解(图2)。当两注射器内有一定量气体时关闭电源。
(3)将阳极注射器内气体缓慢注入KI淀粉溶液中,溶液颜色变蓝以检验Cl2。将阴极注射器内气体缓慢注入肥皂水中产生气泡,再用火柴去点燃气泡,听见爆鸣声以检验H2。同时还会观察到阴极圆筒内溶液变成红色,证明有碱性物质生成。
(4)将多余的氯气及阳极圆筒内的溶液用注射器吸出,然后注入阴极圆筒内使之被碱溶液吸收,防止氯气外溢造成污染。
4实验装置的特点
(1)本装置集氯气的制取、性质演示、尾气吸收于一体,整体协调,小巧精致,操作方便,实验现象明显,药品用量少,实验时间短,不易产生污染。
(2)本装置产生的气体收集于注射器内,密封性好,便于保存和后续氯气性质实验的演示。
(3)多余氯气的吸收采用内部消化方式,不需要另加尾气处理装置。
5注意事项
(1)两圆筒内橡皮塞底部应处于同一水平位置。
篇3
选择紫甘蓝汁作指示剂一些电解质溶液电解后,其酸碱性经常发生变化,因此需要加入酸碱指示剂(如酚酞)揭示阴阳极所发生的电极反应;紫甘蓝汁可由紫甘蓝(紫卷心菜)制得,所含色素的颜色会随pH改变而有鲜明的变化,且较稳定,可保存较长的时间,是一种天然的酸碱指示剂;已有文献报道了紫甘蓝汁遇到不同pH溶液所呈现的不同颜色。笔者将紫包菜剪碎,用热水浸泡获得紫甘蓝汁(或直接剁碎紫包菜挤压获得高浓度的紫甘蓝汁)。借助于pH传感器配制了上述不同pH的溶液,发现溶液酸性增强,紫甘蓝汁的颜色由紫青色逐渐转变为红色,溶液碱性增强,紫甘蓝汁的颜色由紫青色先变成绿色,后变为黄色,证明了上述结论的正确性。因此我们借助紫甘蓝汁来作为该微型实验的酸碱指示剂。
2实验应用
2.1电解硫酸钠溶液
配制1mol•L-1硫酸钠溶液,向2个西林瓶中分别加入硫酸钠溶液至体积占大部分,然后滴加紫甘蓝汁至瓶口,将盛满液体的西林瓶反倒于瓶盖中,与注射针头相接触。向饮料瓶盖中加入少量硫酸钠溶液,以保证整个装置回路,用连接导线的的鳄鱼夹各夹住2个注射针,并分别与9V的电源相连。可以发现大约1~2分钟就可以观察到下列明显的现象:阳极附近有气泡产生,溶液变红色说明阳极区显酸性,水分子失去电子,生成氧气和H+;阴极附近有气泡产生,溶液变绿色说明阴极区显碱性,水分子得到电子,生成氢气和OH-。学生依据上述的实验现象就可以写出该反应的电极反应式。随着反应的进行,阴极溶液碱性增强,由绿色变成黄色。笔者建议若本实验应用于课堂教学,只要观察到阴极区变绿色即可,若应用于综合实践活动和研究性学习,可引导学生进一步观察溶液颜色的变化。阳极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+阴极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
2.2电解饱和食盐水
将上述硫酸钠溶液换成饱和食盐水,阳极电极换成铅笔笔芯,其余步骤同上。电解饱和食盐水,阴极区H+得到电子,生成氢气,因此附近溶液颜色由紫色变成绿色进而变成黄色,溶液显碱性。阳极溶液的颜色变化则由紫色变为红色,进而变为无色,并且可以闻到少量的刺激性气味,这说明Cl-失去电子,发生氧化反应,生成氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,颜色的鲜明变化可以揭示这一系列化学反应。阴极反应:2H++2e-=H2↑阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑Cl2+H2OHCl+HClO但该实验进行到10分钟时,阳极溶液才褪色,此时产生的气体已把阳极的溶液排得仅剩少部分,而阴极所在西林瓶中的溶液则更是被排得所剩无几(因为氢气的逸出速率比氯气大)。为了解决该问题,笔者将作为阳极的西林瓶中溶液体积减少一半,阴极溶液体积不变,可以发现大约5min内阳极就可以出现由紫色变红色进而褪为无色的现象,便于学生的自主探究。该微型实验装置也可以用于其他溶液电解实验的研究,由于不同反应的分解电压有差别,可在电源回路中串联一个合适的变阻器,用于调节电解电压,实验时逐渐增大电压,至电极上有明显反应为止。
3实验特点
宋心琦教授在“中学化学教学改革与微型实验”一文中指出,微型化学实验在中学化学中推广艰难的原因之一是很多物质在微量时和常量时给予观察者的感受可能不同,使得印象或结论因此不同。笔者认为不仅是物质本身,化学反应有时在微量和常量时给予观察者的感受也不同,而本案例中的电解质溶液虽然是“微量”(3mL),但现象并没有因此打折扣,实验现象明显。以电解硫酸钠溶液为例,阴阳两极的溶液分别呈现红色和绿色,呈现鲜明的颜色区别。
上述介绍的实验装置和相关的设计除了具有现象明显的特点外,还具有以下一些优点:
(1)时间较短,适合学生自主探究,探究电解硫酸钠溶液大约1分钟后就能观察到明显现象,而饱和食盐水的电解则可以在5分钟内看到阳极先变红后褪色的现象。
(2)成本较低,在淘宝上购买西林瓶,仅2毛钱1个,注射器为2元,而铅笔芯和饮料瓶盖均可在日常生活中寻找,唯一较贵的是电池为8元左右,可重复使用多次。
篇4
关键词:J形管;固液相反应;启普发生器;化学实验
文章编号:1005-6629(2012)11-0046-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
J形管在我国中学化学实验中的应用并不广泛,在现行使用的上科版高中化学教材中,也仅出现一次。笔者通过实验研究发现,J形管(实验室现有J形管规格:长管28 cm、短管11 cm、内径2.5 cm)可以在高中化学很多实验中进行有效应用。
1、用J形管做系列固、液相反应制取气体的实验
J形管在上科版高三化学课本中,设置有金属钠与水的实验。金属钠与水反应的实验至今不少教材仍使用传统的演示方法,即将小粒金属钠投入含有酚酞水溶液的烧杯中。其主要缺点是无法收集并点燃氢气。用J形管做该实验,可通过观察液面下降,推知有氢气的生成,且生成的气体不必利用收集装置进行收集,可以直接通过旋转活塞控制流量并点燃,点燃时氢气能安静地燃烧。从而达到探究金属钠和水反应生成氢气的实验目的。
除了金属钠和水反应,还可利用J形管做一系列固、液相反应制取气体的实验。如“铜丝与温热稀硝酸反应制NO气体”等实验(如图1所示)。
还有“铝与水反应制氢气”实验也可选用J形管来做,方法如下:
(1)取一条宽1 cm、长10 cm的铝片,用砂纸打磨,绕成螺旋状,放入1:2 HCl溶液中,约半分钟,取出用水冲洗。
(2)将去除氧化膜后的铝片,放入饱和Hg(N03)2溶液中,约2分钟,表面呈灰色,取出用水冲洗干净。此时动作要迅速,不要将铝片暴露于空气中太久。
(3)将冲洗干净的汞齐化铝片放入装有饱和NaCl溶液的J形管的短管中,在短管端口处插上涂有凡士林的活塞,将活塞置于开启状态;从长管口处加入饱和NaCl溶液,排尽活塞处的空气,关闭活塞。一开始有细小的无色气泡生成,大约3分钟后,速度加快,此时有大量的气泡逸出,长管中的水面上升,短管中液面下降;同时,有灰色絮状沉淀生成。该反应能发生的原理是:铝片表面经汞齐化处理后就无法生成致密的氧化膜,在氯离子催化剂帮助下水就容易和原本活泼的铝发生置换反应了c
(4)产生的无色气体约10 mL时,可打开活塞,点燃,可见气体燃烧,产生淡蓝色的火焰。
2用J形管做电解饱和食盐水实验
电解饱和食盐水实验在现行教材中使用装置如图2所示。此套装置操作简便、各电极产物清晰明显,但也有缺点,比如①此装置由于在u形管两侧均存在支管,所以制取的氯气中不可避免地混有空气,不纯净;②此装置只能对氯气性质进行定性分析,无法确定生成氯气的体积;③此装置在进行氯气的检验时处于比较开放的环境中,气体外逸,会造成环境污染。如果改用J形管进行电解实验,上述问题都可以得到解决。
实验步骤:(1)在J形管短管一端的橡皮塞底部装好长度适中的碳棒(笔者采用两端削好的铅笔),作为电解池阳极。在J形管长管一端固定一根铁丝作为阴极。
(2)短管口处塞好橡皮塞。从J形管长管口注入饱和食盐水溶液,至橡皮塞的下端,不要留有气泡,这是本实验的关键。
(3)通直流电进行电解(电压调至16~20 v)。此时可清晰地观察到阳极液面下降,并产生黄绿色的氯气,再用注射器抽取所需体积的氯气并再次利用(如图3所示)。当液面低于铅笔末端,反应停止(如图4所示)。实验装置及效果图如下:
本实验改进后的优点:
(1)制得的氯气的纯度大大提高,几乎没有空气参杂其中。
(2)黄绿色的氯气现象明显,利用观察。
(3)用注射器进行抽取,可随用随取,且使本性质实验从定性走向定量。
(4)反应中产生的氯气被密封在J形管中,不会对环境造成污染,符合绿色环保的理念。
3用J形管做简易启普发生器
中学化学中有很多气体都是通过固、液相反应制取的。例如氢气、二氧化碳、二氧化硫、氧气、乙炔、硫化氢等。教材中多采用的发生装置如图5所示:通过分液漏斗控制液体的滴加速度,生成的气体净化后再进行收集。笔者经研究发现,将J形管改进后可获得简易启普发生器(如图6所示),该气体发生装置具有使用方便、节约试剂、无空气混入、安全等多项优点。
使用时,在J形管短管内距短管口3至4 cm处小心放置一软孔木塞,该软木塞预先用刀削取约12 mm厚度、打几个小孔并削成直径略大于J型管的内径,软木塞有弹性,可借用镊子慢慢将其推入管口内。木塞上放置固体,从长管一端缓慢注入液体,使液面左高右低,且液体不与固体接触。反应时开启活塞,挤出短管一边空气,固、液接触而反应,当制取气体—定量时,关闭活塞,固、液很快脱离,反应停止,气体储存在短管一端,需要时再开启活塞放出。
篇5
一、在化学教学中要灵活实施教学
化学老师要在新课程背景下灵活实施教学,新教材教学中同一知识在同一模块或不同模块出现多次时,由于相关知识的定位不一样,教学处理肯定不同。我们教师应该做到哪些该讲,讲到什么程度;哪些不应该涉及,这是我们在教学实践中最需把握的问题。同时更要深刻研读必修、选修教材,明确同一知识在不同地方的描述和要求层次。如“电解饱和食盐水”这一内容出现多个不同地方,但在不同学习阶段却又有不同的要求。例如,在学习“氯溴碘及其化合物”时,它的编写意图是以海水中提取的化学物质为线索,自然将有关化学物质的制法、性质和应用“串联”起来。教材以“观察与思考”的栏目进行了“电解饱和食盐水”的实验,既使学生认识到化学知识在开发和利用资源过程中的实际作用,又使学生接触到典型元素化合物学习的一般方法。我们应该这样把握“度”――仅仅要求学生通过电解饱和食盐水实验过程中的现象作出分析,检验并得出电解产物,会写电解的总反应方程式,不要求电极反应式。我们应该让学生逐步深入,切不可以因为这种一步到位让学生对化学失去兴趣,甚至产生畏惧的心理。因此,如何真正把握好教学的“度”,站在整个高中化学课程体系的高度去审视每个模块的教学,是我们教学实践中必须明确的课程意识。
二、培养学生的分析及总结能力
新课程重视对学生分析及总结能力的培养。对高中化学知识的学习,大部分学生对化学知识点不会整合、归纳、总结,没有养成独立思考问题的习惯,已经习惯了教师的灌输式教学;学生在高中阶段对化学知识的学习主要是在理解的基础上去记忆,学生要能够把学到的知识进行整合,能够做到不但知其然还要知其所以然,能够全面深入理解化学基本原理。学生对高中化学的学习要注重学习方法和学习思想,不能采用死记硬背的方法对高中化学进行学习。化学教学目标要求学生记住结论和现象,主要强调学生能够进行定性分析,而高中阶段教学目标要求则要定性和定量相结合。一些学生在做试题的过程中遇到了一些问题,这些问题能够激发他们钻研的动力,促使他们对化学知识进行学习,然后老师还要进行及时引导,学生会有新的收获。这时教师可以及时发现学生学习中存在的问题,有针对性指导学生对化学原理的学习,又要适时提高高中化学的要求;教师在指导学生的过程中要指出初中化学的局限性,又要适当拓宽学生的知识面。例如,在溶解度一节中要求计算较多,近几年来有关溶解度的计算题在高考中不断出现,但是在高中化学课程中没有专门章节进行介绍,这就要求教师要利用复习时间来锻炼学生解此类题的能力。到了高中阶段对这些概念需要从本质上去理解。以点击面举一反三,整体提高化学成绩。经过前段的复习使学生遇到试题知道如何去审题,如何思维,怎么突破,会做这道题就会做这一类题,见鱼而知渔。让学生学会如何利用化学原理去解答各种问题,培养了学生学习能力。方法是成功的关键,态度决定进步与否,调整好学习的方法和态度,要学会从多角度思考每一个问题,学会从本质上去理解和记忆每一个概念。在最后一节复习课可以进行考试,检测一下学生学习效果,让学生充满信心进入高中阶段学习。由此可见,经过精心设计、巧妙操作可以将旧知识“穿”出新风格来。
三、以新课程理论为导向构建高效课堂
教育心理学研究告诉我们:人在受到激发和鼓励的情况下,会产生巨大的动力,进而在学习中发挥出巨大的积极性、主动性,产生最高的学习效率。喜欢被肯定、被表扬是高中生的天性,教师适时的激励性课堂评价是调动学生化学学习情感的有效手段。为了构建有效课堂,使学生在课堂上始终保持旺盛的精力,我们应尊重学生的个性差异,关注学生的发展进程,发现学生的闪光点,给每个有个性差异的学生充分展现自己独特才华和兴趣的机会,让每个学生都能通过训练感受到学习渐入佳境的喜悦。在此基础上尽可能从情感的维度设计运用激励评价,不失时机地从不同角度给不同层次的学生以充分的肯定、鼓励和赞扬。帮助学生在化学学习实践中认识自我、肯定自我、体念成功,有效激发学生自信,形成良好的情动力去更好地学习。构建高中化学高效课堂是推进素质教育、深化课程改革的关键和根本要求。我们要以新课程理论为导向,强化教学效益观念,潜心研究和探索,努力实现高中化学课堂教师高效的“教”与学生高效的“学”的完美统一。
四、组织有效的探究活动
在化学教学中教师可以尝试探究引入,提高学生的化学素养。化学素养是指通过化学教学以及实践活动,用良好的思维品质、化学思想,用已获得的化学方法解决问题的能力。在教学化学新知识前,教师应有意创设生动、愉悦的探究意境,揭示化学知识间的内在联系。
篇6
多媒体课件能把图、文、动画等融合在一起,可以化具体为抽象,化静为动.比如,在学习氯及化合物的导入时,教师可以以18世纪“泰晤士河畔的霍乱”的故事入手,由于治理排污,1855年英国成为第一个使用含氯消毒剂的国家;在学习氯气的物理性质时,可以通过录像片段,展示氯气的颜色,在降温或加压的条件下的易液化,所以可以储存在钢瓶中,小白鼠试验以展示它的毒性.在故事和录像中,学生进入了学习的角色,课堂气氛活跃起来,变“要我学”为“我要学”.在学习硅酸盐工业时,我们可以一边展示一张张图片:美轮美奂的青花瓷、刚建成的杭州湾跨海大桥、施华洛世奇水晶,一边放着周杰伦的歌曲“青花瓷”,耳旁萦绕着“素胚勾勒出青花,瓶身描绘的牡丹……”精美的图片,动听的歌声,原来学习化学也可以这么美妙.在学习氮及其化合物时,在讲解到雷雨发庄稼时,可以播放动画,展示在雷雨天气,空气中的氮气和氧气如何一步步转化为植物生长所需的养料.直观的动画演示为学生创设了和谐优美的教学情境,使学生充分调动各种感官去感知知识的形成过程,提高了学生学习化学的兴趣.
二、运用多媒体教学,可以使教学突出重点、淡化难点,提高教学质量
在氯气的制备的教学时,电解饱和食盐水的实验用实物投影的方式,而氯气的实验室制法通过录像片段,通过大屏幕观看电解和实验室制备的过程,清晰明了本节课的知识点就是两种制备方法,其中演示实验———电解饱和食盐水就是学生需要掌握的重点和难点.学生通过多种感官接受实验和录像带来的“刺激”,使大脑两半球都活动起来,从而克服短时记忆的局限,增强记忆,提高学习效果,达到提高教学质量的目的.在“金属晶体的堆积方式”的教学中,四种堆积方式中六方紧密堆积和面心立方紧密堆积是学生比较难于理解的,看了课本预习学生还是难于理解,为了突破教学的难点,教师可以借助计算机让原子一层层通过不同的排列方式,怎样占满原子与原子之间的空隙,通过计算机的直观演示,学生很快理解了这两种排列方式的差异,计算机为学生创设了最佳学习情境,从而降低了学习难度,淡化了知识的难点,提高了教学质量.
三、运用多媒体教学,可以提高学生的创造力和解决问题的能力
培养学生的思维能力学生应当在解决实际问题的过程中,通过知识的综合运用掌握知识,进而实现应用中的创新.在学习环节中,教师可以运用多媒体提供生产、生活实例,引导学生将学到掌握的知识推广应用到具体情境中解决实际问题,培养和提高学生的创造力和想象力.学生在学习了氧化还原反应以后,我们大家都知道海洋中有很多富集碘的海产品,我们怎样从其中提取碘?碘离子怎样转变成碘单质.有学生说化合价升高的反应是氧化反应,所以应该加氧化剂.我们一般加氯水或者通氯气,充分反应形成碘的氯化钠溶液,最后怎样得到碘单质.学生利用才学过的研究物质的实验方法,说用萃取分液.在下层我们如果得到碘的四氯化碳溶液,再怎样进行分离?利用沸点不同用蒸馏的方法.加热碘易升华该如何解决,这样通过设问同时展示演示实验装置,解决实际问题培养学生的思维能力.
四、运用多媒体教学,可以大大减轻教师的负担
篇7
一、确定新的教学目标
(一)使学生获得亲近化学和探索化学问题的体验,同时培养严谨的科学态度。(二)培养学生在学习、生活中发现化学问题的能力;(三)培养学生收集、分析和利用各种化学信息解决化学问题的能力。(四)通过小组合作的形式学会合作与分享。
二、坚持教学过程的科学化是根本
教学过程的科学化是指以最少时间和精力,求得课堂教学的最佳效果。达到这一点,要求教师依据教学目标精心搞好以下四个设计。
(一)是课堂教学结构设计
一般认为,按时间序列把化学课划分为课的开始、课的中心和课的结尾。 课的开始,重要的是应该向学生明确一节课的学习目标和学习要求,使他们做好知识和心理上的准备。课的中心部分是一节课的核心,课的教学目标的完成,教学质量的高低关键在这部分,所以课的开始和课的结尾都要紧密围绕课的中心来进行。在课的结尾部分,要使学生对所学到知识得以归纳、概括,重点强化,加深理解和记忆,便于使本节课和下节课更好地衔接起来。
(二)设计巧妙的问题情境
一个有意义的问题将对教学效果起到事半功倍的作用。创设多种问题情境,可以极大地调动学生的学习积极性,使课堂教学叠起。
设疑是探索科学原理的向导,是催生学生积极思维的源泉。科学研究、探索活动需要质疑。那么怎样才能在课堂教学中有高质量的质疑艺术呢?首先要分析教材内容和学生的知识层次,其次是疑问的隐蔽性和梯度。不能与结论太直接,也不能太难,要让学生在解疑时有一定的切入点,顺藤摸瓜,才能顺理成章地解决疑问。如通过探究电解饱和食盐水来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。
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。 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。最后又有两个同学起来阐述自己的观点,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。
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: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(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。]
3。是课堂练习和作业设计
对于课堂练习的设计,主要是着重考察学生刚学过的化学知识的掌握情况,起到及时反馈,巩固所学知识的作用。所以要紧密配合上课内容,适时地穿插安排,多选用难度不大,全班学生绝大多数都可以答对的习题;对于课外作业的设计,要配合学生已学过的知识,达到加深理解,综合运用,并逐步形成化学知识结构的作用。
三、兴趣的培养
浓厚的学习兴趣是智力发展的催化剂。因而在教学中恰当地运用教具、实验板书、板画模型、比喻等来描述。在教学中教师要充分发挥学科特点,在实验上下功夫,提高实验的艺术性,这对提高学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性和激励学生热爱化学可以起到良好的作用。教师在教学中可贯穿讲一些化学家的故事和化学常识来激发学生的学习兴趣,在讲"苯"的结构时,介绍凯库勒通过梦的启示发现苯的环状结构,改进课堂教学方法,讲究授课的艺术。精湛的课堂教学艺术和生动有趣的语言能拨动学生的心弦,使学生听课感到是一种艺术享受。化学上常有一些概念和原理比较抽象,若采用照本宣科的方法,学生很难理解,如"电子云"。在教学中也可让所教知识与现行的生产、生活结合起来。如讲物质的稳定性,某村组农民不懂化学知识,见到NH4NO3结块,不好施肥,就用铁锤去砸,结果引起爆炸。讲到铝盐明矾举炸油条的例子,学生听得津津有味,产生浓厚的兴趣。
四。注重化学实验
化学是一门实验科学,"实验在化学教学中的地位无论怎么强调都不会过分。化学教师必须充分运用化学实验这一重要的教学方法,认真开展实验设计,让学生动手实验,在实验中发展问题、研究问题,这样往往可以达到事半功倍的效果。
五、课堂中设计多种参与方式,培养严谨的科学学习习惯
篇8
关键词:氯碱化工企业 计控仪表 应用现状 应用探讨
氯碱化工行业指的就是利用电解饱和食盐水来制造氯气、氢气烧碱的方法,并以其为原材料进行一系列化工产品生产。氯碱工业是化学工业中最基本的一种,其产品不仅能够广泛的运用于化学工业本身之外,也能够在其他的许多行业中发挥重要的运用。
针对氯碱化工而言,计控仪表的运用,主要表现为对电解、盐水、氢气、氯气等在烧碱蒸发、处理输送、PVC产品等等工艺技术的控制之中。本文将对氯碱化工企业的计控仪表的应用现状进行简单的阐述,并对其在计控方面存在的一些问题进行探讨,提出一些意见。
一、氯碱化工企业的计控仪表的计量工作
氯碱化工企业的计控工作的基础之一,就是要做好其计量工作,目前。我国化工企业的计量工作已经相对比较成熟,其主要体现在对于相关能源、原材料以及成品的计量等。
1.由于氯碱化工对于生产能源的需求比较大,比如说像水、电、汽之类的消耗都比较大,从而使得其对于氯碱化工的生产成本的影响也比较大,对于水电汽的计量工作也显得十分重要,其计量方法有:
1.1水计量
根据各类水的电导率的不同所选择的仪表的类型也不同,在氯碱化工行业盐水的流量计量一般选择电磁流量计;循环水的流量计量根据管道的尺寸不同所选择的仪表也不同,大管径的一般选择阿牛巴流量计,小管径的选择电磁流量计;脱盐水由于其电导率很低,是不能选择电磁流量计的,现在行业内一般选择超声波流量计,根据管道的大小和测量精度的要求不同,可以选择外夹式超声波流量计和管道法兰安装式超声波流量计,大管径的工艺管道一般选择外夹式,流量计量精度要求高的一般选择管道法兰式安装。
1.2蒸汽计量
对于蒸汽的计量行业内一般选择孔板流量计或涡街流量计。孔板流量计价格便宜,应用差压原理测量也比较简单,但压损较大,精度也不是太高。涡街流量计是利用卡门涡街原理制作而成的,测量精度较高,但由于蒸汽温度较高,一般需要选择分体式。
1.3电计量
氯碱化工主要就是利用电解饱和食盐水的方式来获取氢气、氯气,故而对于电计量的工作显得十分重要。
2.对于原材料及成品的计量
对于原材料和成品的计量,会对企业的经济效益产生较大的影响。而由于各个氯碱化工企业的实际状况不同,运输方式也有所差别,所以实际的计量方式也不尽相同,计量器具也相应有所变化。一般而言,固体物料会采用轨道衡、台秤等仪器,液体物料则采用质量流量计、地中衡等。尤其是PVC工艺生产中,进聚合釜的主要物料,如VCM单体、引发剂、分散剂、热水等都需要用双质量流量计进行计量。
二、氯碱化工企业的计控仪表的工艺控制
1.氯碱化工行业的工艺自动化控制
由于氯碱化工行业工艺流程长,检测及控制系统回路数较多,系统复杂,生产控制要求较高。为了满足生产控制要求,提高产品质量,降低消耗,节约能源及确保安全生产,目前行业内一般都是采用集散控制系统(DCS),对整个装置进行集中监视、控制、操作及安全保护。另外,单独设置可燃和有毒气体检测系统,当装置内的可燃和有毒气体浓度超过要求时,发出报警信号。DCS通过系统的OPC接口与全厂信息管理系统(MIS)进行通信,以达到统一管理、统一调度的目的,同时为企业ERP的实时数据库的建立提供数据来源。
二次盐水过滤、离子交换塔、片碱/粒碱单元熔盐炉及包装系统、冷冻机组控制系统由专利商成套提供,采用PLC控制,并与DCS通讯。
由于PVC工艺生产的特点,其要应用批量控制进行生产,大大提高了生产效率。为了生产安全起见,PVC装置一般单独设置ESD系统,在紧急情况下完成工工艺系统的安全隔离。
2.氯碱化工行业计控仪表的选型
氯碱化工行业仪表选型在满足工艺过程检测及控制功能的前提下,选用技术先进、质量可靠、便于维修且具有合理性能价格比的仪表设备。目前行业内选用的主要现场仪表以HART协议的智能化产品为主,调节阀为气动型。HART协议的智能化产品可通过DCS中的设备管理系统(AMS)对现场仪表进行调试、诊断和维护。一些不重要的或不需要经常改变给定值的调节系统采用气动基地式调节仪表。
三、对氯碱化工企业计控仪表的应用探讨
1.氯碱化工企业计控仪表在计量工作方面的应用探讨
随着这些年以来,现代科学技术的不断发展,化工行业也取得了令人瞩目的成就,而其中,广泛应用与化工行业的计量仪表,也在不断的更新换代,向着可靠、稳定、高精度、易安装、易维护甚至防腐防爆等等多功能、全方面的方向发展前进,使得氯碱工业的计控水平不断的提高。
计量的相关仪器仪表,在防腐性能上面还存在一些问题,相关的技术也还不成熟,造成计量工作中的难题。
而在对氯气的纯度、氯中所蕴含的氢以及碱液的浓度等的分析,其仪器仪表相较其他的一些分析仪器,在可靠性能方面也不够完善。
因此,目前对于氯碱化工企业计控仪表的研究工作,应当加强对于仪器仪表在防腐防爆方面及其可靠性的研究。
2.氯碱化工企业计控仪表在控制工作方面的应用探讨
2.1氯碱工业的工艺生产在主要的检测或者控制点的仪器仪表的相关配备以及其精度都不够规范。在实际的工作环境中,还是有一部分氯碱化工企业没有严格执行该规范的有关规定。
2.2随着现代科学技术的发展,氯碱工业的主要生产工艺的控制已经逐渐的采用计算机控制系统,使得工控机的种类越来越多,各种机型的更新换代速度也比较快,从而导致其规模化、标准化水平比较低。
所以,对于氯碱化工企业计控仪表的研究,还应当积极的引进国外的先进技术,带动国内相关技术的发展,研究出安全可靠而价格相对低廉的产品;另一方面,也要重视对于工控机种的规模化、标准化程序的探究。
参考文献
篇9
关键词:电化学 复习 《电解原理及其应用》
《电解原理及其应用》是电化学知识的一个重要组成部分,但新教材将这一部分知识内容放在第三册中,与原电池知识的学习时间间隔较长,因“前摄抑制”导致很多学生将电解知识与原电池知识弄混淆,产生很大的学习障碍。这里谈谈《电解原理及其应用》的学习方法,供学生们学习借鉴。
一、注重理解,加强记忆
理解是记忆的前提和基础,理解记忆比机械记忆更有效,因为只有理解了的东西才记得牢靠、记得长久,所以,学习过程中一定要注重理解,尤其是还有影响这部分知识学习的原电池知识在打搅,学生们在学习过程中就更应该在理解上多下工夫。要把握四点:
(1)重基础,不能放松。本单元的基础知识是电解原理,它涉及的概念、电解反应类型等是比较多的,掌握这些内容,本单元知识的学习可以说就完成了一大半。因此,在思想上应有“重基础、夯基础”的观念,在行动上要有“应用基础、落实基础”的意识。只有这样,才能较好地理解、掌握所学的知识,并通过运用加以巩固。基础知识都熟悉了,解题时才能“生巧”,才能灵活。“重基础,不放松”,这也是理解知识的前奏。
(2)抓关键,把握实质。无论是一个基本概念、基本原理的理解,还是一个基本模型的分析、基本反应式的书写等,要提纲挈领地抓住其关键内容,比如电解概念的中心词有电流、电解质、氧化还原反应、阴阳极等,它告诉我们:①必须有外加电源,这是与原电池的最大区别;②要有电解质做介质或参与反应;③一定要是氧化还原反应情况(这也是电解原理的核心内容),其它如发生中和反应等的物质就不能构成电解池的条件;④电极名称与原电池有区别。这样来理解问题,既能加深印象,又容易把握实质。又比如电解过程中,各电极上得失电子的数目始终是相等的,理解了这一条规律,有关电解问题的计算就好处理了。
(3)用对比,发现异同。对比是深化理解的“良药”,是化学学习的一种重要学科方法。可以将有联系或易混淆的知识放在一起比较,如电解知识与原电池知识、电解池与电镀池等;也可以将形似而质异或形异而质似的习题放在一起比较分析,以此来加深学生对知识的理解。如下例:
【题目】把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中(如图所示),经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是()。
A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近
C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近
此题通过习题的形式将电解知识与原电池知识揉和在一起。学生要解决此问题,必须要从概念、模型、电极名称、电极反应式等方面去区分,这些知识都弄清楚了,才能顺利解答此题。在概念学习中可以此题为切入点,引导学生在应用过程中区分电解知识与原电池知识,达到“在应用中理解、在理解中应用”的效果。分析从略,答案为B。
(4)有问题,及时解决。在知识理解过程中,可能会遇到这样那样的问题,尤其是解题过程中最容易暴露问题,一定要及时进行修正,以强化正确记忆。如理解和记忆离子放电顺序时,既要记一般规律,又要结合具体情景分析问题,如下例:
【题目】用Pt电极电解含有各0.1molCu 和X 的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是( )。
A、Cu >X >H B、H >X >Cu
C、X >H >Cu D、Cu >H >X
分析:有些学生没认真分析,就将X 与Fe 联系起来,选择C答案。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致定势思维造成的结果。本题的解题信息在图象中:一通电就有固体析出,且通过0.2mol电子后,再没有固体析出了,说明是Cu 放电的结果。X 不放电,故答案应为D。
上例充分说明理解的重要性,也强调记忆的灵活性。理解是记忆的前提,记忆是理解的归宿。将记住的东西置于
知识出现的背景中,并与具体问题结合起来进行处理,掌握学过的知识才能事半功倍。
二、抓住重点,突破难点
本单元知识学习的重点内容之一是电解饱和食盐水(氯碱工业原理),它也是高考命题的热点内容。学习时可以用一条线来贯穿这一知识点,如“粗盐的提纯电解原理电解装置电解计算综合应用”等,对每一环节的原理要在理解的基础上进行把握,然后剖析一些细节问题,条件许可还可以将部分知识进行拓展、延伸,以丰富自己的知识水平。
在抓重点内容时,对本单元的难点内容――电极反应式的书写,更不能忽视。正确书写电极反应式要从以下几个环节入手:①分清电极,与电源正极相连的为阳极,与负极相连的为阴极。②剖析溶液,电解质溶液中有哪些阳离子,哪些阴离子,并分类。③注意先后,即离子放电顺序如何。④书写电极反应式,注意使电子得失守恒。⑤检查,两电极反应式相加要等于总反应式或总反应式减一电极反应式得另一电极反应式。
三、善于总结,注意归纳
本单元可以归纳的知识还是比较多的。如用惰性电极电解酸、碱、盐溶液,就可以分为电解水型(例NaOH)、分解电解质型(例CuCl )、放H 生碱型(例NaCl)、放O 生酸型(例CuSO4)等。又如电极名称与电极反应的关系可以用四个字概括:阳――氧,阴――还;实际上只须记“阳氧”两个字就可以了,其它的可以推理。再如电解的计算是本单元的一个重点应用问题,其常用的解题方法可以归结为两种:一是根据电解方程式或电极反应式列比例求解,二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解(此法较为简便)。心理学上讲,将须记忆的东西浓缩得越多,提炼得越精简,就越容易记住。所以,学习中一定要注意将知识进行归纳、总结。
四、联系应用,逐步提高
电化学的内容是历年高考命题的重点内容之一,出题形式丰富,其考查方式举例如下:
(1)电解原理的基础知识:包括电极名称或电解产物的确定、根据电极变化判断金属活泼性强弱或电极材料、电极反应式的书写或属性等。
例1(2002年河南)在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是( )。
A、原电池正极和电解池阳极所发生的反应
B、原电池正极和电解池阴极所发生的反应
C、原电池负极和电解池阳极所发生的反应
D、原电池负极和电解池阴极所发生的反应
分析:原电池负极和电解池阳极发生的是氧化反应;原电池正极和电解池阴极发生的是还原反应。故答案为B、C。
(2)有关电解的计算:通常是求电解后某产物的质量、物质的量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。运用电子守恒原理解答较好。
例2(2002年春季)通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为+1价)溶液,若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银)n(硝酸亚汞)=21,则下列表述正确的是( )。
A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(Ag)n(Hg)=21
B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C、硝酸亚汞的分子式为HgNO
D、硝酸亚汞的分子式为Hg (NO )
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
分析:通以相等的电量即是通过相同的电子数,银和亚汞都是+1价,因此,得到的单质银和汞的物质的量也应相等;又因电解的n(硝酸银)n(硝酸亚汞)=21,硝酸银的化学式为AgNO ,故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO ,只能为Hg (NO ) 。所以,正确选项为D。
(3)联系生产生活:主要是新技术、新情景等问题的处理。
例3(2002年上海)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl 被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )。
A、a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B、a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C、a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D、a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
分析: 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反应是:2NaCl+2H O2NaOH+H +Cl ,副反应为:2NaOH+Cl =NaCl+NaClO+H O,则可推知使Cl 被完全吸收制得有较强杀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。电解过程中阴极产生H ,结合图示,消毒液发生器的液体上部空间充满的是H ,故电源a极是负极,b为正极。所以答案为B。
(4)综合应用:与物理学中的电路分析、电流强度、电阻、能量转化等联系渗透,也可以与环境保护、高新技术(如航天飞船)等综合测试。命题的灵活性大,学生思维空间的自由度也较大,正符合“3+X”考试精神。
例4(2003年春季)如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图,其中A、B是两块纯铜片,插在CuSO 稀溶液中,铜片与引出导线相连,引出端分别为X、Y。
(1)当以I=0.21A的电流电解60min后,测得铜片A的质量增加了0.25g,则图装置中的X端应与直流电的?摇?摇?摇极相连,它是电解池的?摇?摇?摇极。
(2)电解后铜片B的质量?摇?摇?摇?摇?摇?摇(答“增加”、“减少”或“不变”)。
(3)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。(已知电子电量e=1.60×10-19C)
分析:(1)因为铜片A的质量增加,A为电解池的阴极,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,X端应与直流电的负极相连接。(2)铜片B则为电解池的阳极,电极反应式为:Cu-2e =Cu ,其质量减少。(3)N =64g・mol ×0.21C・s ×60min×60s・min /(0.25g×2×1.60×10 C)=6.0×10 mol 。
篇10
关键词:高中;信息技术;实验教学;应用
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)11-343-01
化学是一门以实验为基础的自然科学,在传统的高中化学实验教学中,由于化学实验的特性、实验室及实验条件、实验授课时间等各种因素的制约,实验不能完全地发挥其有效的教学效果。而信息技术在实验教学中的应用给化学实验教学带来了新的途径和方法。在实际的教学中,笔者尝试着将信息技术应用于高中化学实验教学中,利用信息技术的一些优势来辅助高中化学的实验教学,取得了良好的教学效果。现将一些实际应用体会总结如下:
一、高中化学实验教学中投影技术的应用
在实际的实验教学中,一些化学实验对实验条件、操作技能水平要求较高,这就使在实验过程中常常会因为一个小小的失误或周围条件的变化而使实验失败;一些实验的药品比较稀少或昂贵,不能够满足实验的反复实施;一些实验现象比较不明显或需要近距离观察,都影响着课堂演示实验的顺利进行。而化学演示实验需要学生认真地去观察,通过观察现象分析实验的本质,演示实验效果受到限制。将投影技术应用到化学实验教学中,可以弥补传统演示实验的一些不足,大大提高演示实验的教学效率。例如,在进行“电解饱和食盐水”实验时,通过实物投影可以呈现传统演示实验中学生不易观察到的现象,阴阳两极产生的小气泡可以清晰地得到呈现,阳极产生的淡淡的黄绿色气体,学生通过对比就可以得出结论,阳极有氯气生成;实验结束后在阴极附近滴入两滴酚酞溶液,阴极区域溶液颜色变红色,学生很容易就得到结论,阴极附近有碱性物质生成,从而使学生对电解饱和食盐水实验有了更直观的了解,演示实验的意义得到体现。
二、高中化学实验教学中视频技术的应用
在高中化学实验教学中,经常会有一些不宜或不能在课堂上进行的实验,如,一些不能保障安全或违背绿色环保理念的实验;一些操作较为繁琐的实验;一些缺乏条件,或需要时间较长而不能在课堂上进行的实验;模拟较复杂的化工生产实验等。在教学中我们如果将这些实验视频融入实验教学中去,将更有利于教学目标的实现。如“硫酸亚铁铵的制备”实验操作步骤和所涉及的实验仪器较多,课堂上一般难以演示。若把这一过程制作成视频,剪辑后在课上播放,既可以使学生掌握正确的实验操作步骤和相关实验仪器的使用,又可以让学生感受到实验工作者的艰辛。在讲到“石油的炼制”时,由于各种因素的限制,学生不可能去炼油生产企业进行现场参观,而学生又想象不出石油化工工业生产的情境,通过视频让学生观看石油化工生产的设备和工艺流程,学生如同身临其境般地参与了整个过程,当汽油、煤油、柴油等从分馏塔出来的那一刻,学生深切感受到石油化工生产对人类生活的重大意义。
三、高中化学实验教学中动画模拟技术的应用
在中学化学实验教学中,尤其在有机化学实验教学中,学生不仅要对一些宏观的实验过程和实验现象能够准确掌握,而且还要对微观变化的原理有所掌握,并对变化产生感性的认识能举一反三。而通过传统的教学手段,学生很难对抽象的反应机理有更好的理解和认识。利用模拟技术手段则可以很好地解决这个传统实验无法办到的问题。利用模拟技术可以很形象地演示微观现象,模拟化学变化的过程,模拟反应机理,展示分子结构及反应断键部位,从而加深了学生对反应原理的理解,对教学效果的提高有着重要的作用。如,在“乙酸乙酯的制备”实验教学过程中,运用动画软件可以把乙酸与乙醇反应的断键部位及新键的形成机理形象地展示出来。课堂上学生清楚地从屏幕中看到乙酸分子中的羟基和乙醇分子羟基上的氢原子从原分子上断开后“手拉手”形成了水,剩余部分结合成新的物质乙酸乙酯,学生不禁感叹化学神奇的同时,对反应的机理也有了更清晰的认识,大大增强了实验的教学效果。
四、数字传感技术在高中化学实验教学中的应用
在中学化学实验的教学中,很多化学反应都有气体生成,为了表征气体产生的快慢和多少,以往一般采用比较气球膨胀的快慢、活塞移动的快慢、加入肥皂水后肥皂泡产生的快慢等方法来间接描述气体压力的变化,但很难进行定量化研究。如利用传感器可以解决其他传统实验中无法定量描述的困惑,除了气体压强传感器应用于化学反应速率的教学之外,在酸雨的形成教学中可以用pH传感器来完成。“酸雨的形成过程”中,亚硫酸会慢慢被氧气氧化生成硫酸,pH会慢慢变小,用传统的pH试纸或pH计很难监测出这一变化的全过程。采用pH传感器很容易在电脑上看到pH值慢慢变小的曲线,而且可以任意拖动坐标曲线使pH变化趋势更加明显。学生充分感受到化学变化的全过程,明白了酸雨对人类的危害,一定程度上增强了学生的环保意识。在“探究氢氧化钡与稀硫酸离子反应实验”中,以往我们只能通过观察小灯泡明亮程度的方法来确定溶液导电性大小以此来判断溶液中自由移动离子浓度的变化。采用电导率传感器就能很清晰地在电脑上看到电导率的变化曲线,清楚地分析出溶液中自由移动离子浓度的变化情况,使学生深切地体会到实验中离子反应的实质。
化学实验以其丰富的内涵在化学教学中发挥着独特的功能和作用,在教育、教学中占据非常重要的地位。随着科学技术的发展,现代信息技术在化学实验教学中的有效应用必将丰富实验的内涵,增强实验的功能。重视化学实验,创新化学实验,对于培养学生科学的实验素养,树立科学的人生观,全面提高教育教学质量具有深远的意义。