水的电解改进实验 教学设计

水的电解改进实验明光市滨河实验学校戴苗苗功能与价值水的电解实验是人教版九年级化学上册第四单元课题3《水的组成》中的重要内容，通过对该实验现象的观察与分析，可以知道水在通电条件的产物及水的组成元素。教材基于POEC教学策略，将此反应设计成探究实验：在正式讲解水的电解实验前，先认识氢气的性质，纯净的氢气在空气中燃烧发出淡蓝色火焰并生成水，再通过实验探究水的电解产物是什么，记录现象、分析原因，最后将事实与预测进行比较并得出结论。该探究实验不仅对氧气、氢气的性质和化学反应实质的知识进行应用、巩固和加深，同时培养学生对实验现象的观察、描述、分析、归纳能力及信息加工处理能力。在实验探究中培养学生“科学思维”、“科学探究与实践”、“科学态度与责任”等化学学科核心素养。通电H通电H2OH2O2水的电解反应原理：水氢气+氧气课堂教学时，教师通常将实验现象总结为：①电源电极均有气泡产生；②正极产生气泡速率较慢，负极产生气泡速率较快，正负两极气体体积比约为1：2；③正极产生的气体能使带火星的木条复燃，负极产生的气体能被点燃，发出淡蓝色火焰。对应的现象解释分别为：①电源两极都有气体产生；②电源正极与负极产生的气体体积比约为1：2；③电源正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。在平时的课堂教学中，有些时候往往会因为条件限制或霍夫曼水电解器本身的限制导致大多数教师不能在学生中开展分组实验，学生也就无法直观感受、体会水的电解过程的实验现象以及体会实验探究过程中的化学乐趣。3.实验改进方案综述教材中水的电解实验采用的是传统的霍夫曼水电解器搭配学生电源，方案简单，但对于学生实验来说，装置组装复杂，操作繁琐，学生分组实验不易操作；学生电源笨重，受空间限制，不方便移动。作为演示实验时，后排学生不易观察到实验现象；装置本身体积大、重心高，玻璃材质容易损坏。实验药品用量偏多，所需时间长。图SEQ图\*ARABIC1霍夫曼水电解器为了便于学生实验展开，因此，不少学者对该实验装置进行改进。主要分为三类，如下表：表SEQ表\*ARABIC1水的电解改进装置分类类别改进装置第一类[1]-[2]第一类装置采用试管和水槽组装，简单。第一个装置缺点在于气体检验麻烦，且电极导线都在液体里面，不安全。第二个装置缺点不能准确测量气体体积。第二类[3]-[4]第二类装置注射器与塑料瓶子的组合。注射器针筒有示数，可以比较出两电极气体体积比。第三类[5]-[6]第三类装置注射器与玻璃仪器的组合，采用的是针筒示数读出气体气体。4.实验改进教材所提供的实验仪器和装置是为了更好的辅助教师教学，帮助学生理解知识，为了让学生有更好的课堂体验感，笔者对水的电解分组实验仪器作了改进。实验仪器：水电解器（塑料）、胶皮管（带滑珠）、尖嘴、2节9V电池、导线、木条、打火机。实验试剂：水（加入氢氧化钠固体）图SEQ图\*ARABIC2图SEQ图\*ARABIC3实验步骤：（1）通过漏斗向水电解器中注入水；（2）将带着尖嘴的胶皮管按图所示连接好；（3）接通电源；（4）当正极气体体积约为3ml左右即可停止实验检验气体；（5）用带火星的木条检验正极产生的气体；用燃着的木条检验负极产生的气体。实验现象及解释：正负电极上均有气泡产生，正极与负极产生的气体体积比约为1：2；正极产生的气体能使带火星的木条复燃，正极产生的是氧气；负极产生的气体能被点燃，发出微弱的淡蓝色火焰并伴有轻微的“噗”的声音，负极产生的是氢气。实验评价：（1）利用生活中常见的物品，进行实验装置的改进，使实验微型化、生活化。（2）实验过程中，实验器材操作简单，将物理中的电学知识与化学学科融合，让学生知道各学科知识都有紧密联系；（3）与课本实验装置相比，改进装置节约药品，现象明显，让学生更易于理解微型实验装置优点；（4）学生通过动手实验，讨论交流电解水实验所需要的必备条件，培养学生以尊重事实为依据，敢于质疑和批判的创新精神；（5）在整个实验教学过程中，注重学生学习方法的培养，引导他们自主学习、体验探究、总结反思，由我学会变成我会学，为今后的学习打下坚实的基础；（6）在氢气检验时，由于玻璃尖嘴的存在，学生实验火焰颜色容易呈现黄色这时候要善于引导学生发现问题并解释原因，引导学生从多角度分析，纯净的氢气燃烧时会发出轻微的“噗”的声响。参考文献[1]解树生.电解水实验探析[J].化学教与学,2012(03):94-96.[2]张婉佳,杜东双,李燕红.电解水演示实验的探究[J].化学教育,2011,32(07):54-56+61+63+76.[3]任有良,石启英,张本玺.一种泡体槽式水电解装置[J].化学教学,2015(06):62-64.[4]李娜娜.水电解器创新设计研究[J].教育与装备研究,20