高中化学“电解质”和“非电解质”概念的教学研究

时间:2022-08-18 12:18:22

高中化学“电解质”和“非电解质”概念的教学研究

摘 要: “电解质”和“非电解质”这两个概念是高中化学学习中至关重要的知识点,如果紧扣教材中给出的定义会让学生难以理解,甚至会觉得有些化合物的判断上与定义相矛盾,例如二氧化碳等非金属氧化物是非电解质的判断及碳酸钙、水为电解质的判断。作者通过对这两个概念的研究提出了独特的教学建议,使学生轻松理解并能快速判断化合物的类别。

关键词: 高中化学 电解质 非电解质 概念教学

有关化学概念的教学,长期以来都处于学生难学、教师难教的两难境地,“电解质”和“非电解质”是高中化学中两个至关重要的概念,然而学生在这两个定义的学习中总是遇到不小的困难。总结其原因一方面与学生的理解能力有关,另一方面教材中对这两个概念的定义也很值得商榷。下面我就这两个概念的教学谈谈自己的想法。

普通高中课程标准实验教科书化学(必修1)中“电解质、非电解质”概念是这样定义的[1]:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质;反之,无论在水溶液或熔融状态下都不导电的化合物叫做非电解质。就单纯定义来说似乎不难理解:首先对“化合物”同学们能够熟练判断,能“导电”也不难理解,关于“两个条件”(一个是水溶液,另一个是熔融状态),只要能满足其中一个条件的化合物就是电解质,这一点也较容易理解。因此就定义本身来说学生还是不难掌握的,但运用概念进行判断物质是不是电解质时却遇到了不少麻烦,例如:

1.有关非金属氧化物是不是电解质的判断

在CO、SO、SO等非金属氧化物的判断上,依据电解质的定义:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。判断这些氧化物首先是化合物,其次其水溶液能导电,那么紧扣电解质的定义判断它们应该是电解质,但事实上它们不是电解质,因为它们并没有自身电离出离子,其水溶液导电是因为它们的水化物HCO、HSO、HSO等电离出离子而导电,单从这一点出发我认为电解质的概念的教学可理解为:“在水溶液里或熔融状态下能够因自身电离出离子而导电的化合物;反之,在水溶液里或熔融状态下不能够因自身电离出离子而导电的化合物是非电解质。”应该更合理,因为CO、SO、SO等非金属氧化物不能够自身电离出离子而导电,所以它们就不是电解质。而HCO、HSO、HSO能够自身电离出离子导电,因此它们是电解质。

2.关于HO是不是电解质的判断

大家都知道水是电解质,但如果要依据教材中电解质的定义去判断水是电解质,我个人认为是无法判断的。因为纯净水是不导电的化合物,不满足电解质的“两个条件”中的任何一个,所以应为非电解质,但事实上水是电解质,因为水会电离出少量H和OH。由此可见,前面我定义的“在水溶液里或熔融状态下能够因自身电离出离子而导电的化合物叫电解质”也不准确。所以我在教学中建议学生这样去理解电解质更准确:在水溶液里或熔融状态下能够自身电离出离子的化合物是电解质;反之,在水溶液里或熔融状态下不能够自身电离出离子的化合物是非电解质。这样的定义才能成为一切化合物是不是电解质的有力判断依据。

3.某些离子化合物的判断

根据课本上的判断,化合物只要满足在水溶液或熔融状态下能导电的任一个条件就是电解质。如BaSO是沉淀在水溶液中不导电,但在熔融状态下能电离成Ba和SO而导电,满足了化合物在熔融状态下导电这一条件,所以BaSO是电解质。但是对CaCO来说这种离子化合物也是沉淀,其水溶液不导电,另外其熔融状态又不存在,因为CaCO在高温熔融时会发生分解反应,生成CaO和CO,那么“水溶液”或“熔融状态”下导电的这两个条件都不满足则应为非电解质,但CaCO却事实上是电解质,只有依据其在水溶液中溶解的部分完全电离成了Ca和CO而判断CaCO是电解质。由此可见,理解电解质为:电解质是在水溶液里或熔融状态下能够自身电离出离子的化合物才能成为判断所有化合物是否为电解质的有力判据。

综上所述,针对高中化学教材中化合物是“电解质”还是“非电解质”的判断,我认为可如此判断:在水溶液里或熔融状态下能够自身电离出离子的化合物是电解质;反之,在水溶液里或熔融状态下不能够自身电离出离子的化合物是非电解质。只有这样学生在判断化合物是否为电解质时才不用“导电”来做判据,而用“电离”做判据,使难度大大降低,判断的准确率大大提高。首先对于非金属氧化物是非电解质(但HO是电解质)的判断就变得非常浅显易懂,例如SO的判断:因为SO在水溶液中不能电离出S和O,所以SO是非电解质,其水溶液导电是因为SO和HO反应生成的HSO电离的H和HSO、SO而导电,所以HSO是电解质;其次对于HO是电解质的判断:因为HO能电离出H和OH,所以水是电解质;还有CaCO是电解质的判断:因为溶解了的CaCO电离成Ca和CO,所以CaCO是电解质。

况且电解质的亚分类是强电解质和弱电解质,在水溶液里全部电离成离子的电解质叫强电解质,在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质叫弱电解质。[2]只有将电解质理解为在水溶液或熔融状态下能自身电离的化合物才能与强、弱电解质的定义相联系。不然极易导致学生依据“导电”条件误把在水溶液或熔融状态下导电能力强的电解质判断为强电解质,而把导电能力弱的电解质判断为弱电解质,例如CHCOOH溶液比BaSO溶液的导电能力强,学生就易误认为CHCOOH是强电解质,BaSO是弱电解质,但事实上BaSO是强电解质而CHCOOH是弱电解质。要是从“电离”的角度判断就不会出错:BaSO在水溶液中完全电离所以是强电解质,而CHCOOH在水溶液中部分电离所以是弱电解质。因此只有从“电离”的角度理解电解质才能与高中化学教材中强弱电解质的定义相统一。

总之,我认为在电解质和非电解质这两个重要概念教学中,建议将“电解质”和“非电解质”的定义变为“在水溶液里或熔融状态下能够自身电离出离子的化合物是电解质;反之,在水溶液里或熔融状态下不能够自身电离出离子的化合物是非电解质。”只有教给学生才能消除学生学习概念与运用概念之间的矛盾,从而降低学生学习化学的难度。这样不但符合人们思维的逻辑性,而且与强弱电解质的概念统一了起来。

参考文献:

[1]化学课程教材研究开发中心编著.普通高中课程标准实验教科书化学必修1[M].北京:人民教育出版社,2007.3:30.

[2]人民教育出版社化学式编著.全日制普通高级中学化学教科书(必修)第一册[M].北京:人民教育出版社,2004.5:15.

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