电解质演示仪的设计

摘要:化学是一门以观察和实验为基础的科学,一个好的试验,能揭示事物的本质,同时,更能激发学生的学习情趣,还会影响学生未来的发展。在科学大爆炸的时代,落实科学发展观,构建和谐创新型社会是中国人乃至全世界人民的一个共同走向。无论是工作在高科技领域的科技工作者,还是工作在知识传授领域的教师,都应践行科学发展观,把本职工作推向更高阶段。

关键词:基础科学 化学实验 和谐创新

新课程标准的主旨是“落实科学发展观,构建和谐创新型的社会”。教育教学的各个环节都要以科学发展观为统领,指导教学全过程。化学是一门以观察和实验为基础的学科,一个好的试验,能揭示事物的本质,同时,更能激发学生的学习情趣,将会影响学生未来的发展。在科学大爆炸的时代,落实科学发展观,构建和谐创新型社会是中国人乃至全世界人民的一个共同走向。无论是工作在高科技领域的科技工作者,还是工作在知识传授领域的教师,都应践行科学发展观,把本职工作推向更高阶段。

作为知识传授者,如果一味地按传统理念去做,创新意识滞后,必定会使学生的学习热情受挫。那么我们就要竭尽全力激发学生的学习热情,培养学生的动手能力、动脑能力、分析问题和解决问题的能力,提高课堂效率。笔者在多年的实验教学实践中,对教材的部分演示实验做了改进,并设计了一些新课程标准没有的实验。电解质是一个非常重要的概念,新课程标准又非常重视学生的认识过程,而教材中只有抽象的定义,没有专门研究建立电解质概念的仪器,为解决这一抽象概念的建立,今介绍自行设计的电解质演示仪的原理及使用方法,供其他教师参考。

一、仪器的装置

1.实验装置图(如图1所示)。

2.简图(如图2所示)。

3.电路图(如图3所示)。

图1 图2 图3

4.各部分名称

(1)导电仪;(2)电极;(3)气孔;(4)电池组;(5)开关;(6)指示灯;(7)发声音乐块;(8)铁架台。

二、实验原理

验证:熔融状态或溶于水能够导电的化合物

原理:电解质 阳离子 + 阴离子

电解质水合H+ + 水合OH-

自由移动的离子在外加电场作用下做定向移动。

三、实验用品

自来水、蒸馏水、酒精灯、Na2S2O3•5H2O

四、实验方法

1.先将演示仪两个电极上的接线柱用导线连接,形成一闭合电路,就会发出悦耳动听的音乐且指示灯(发光二极管)变亮。

2.验证Na2S2O3•5H2O晶体的导电性能,取少量 Na2S2O3•5H2O晶体放入电解质演示仪的试管内,接通电路,这时指示灯不亮,音乐不响,说明Na2S2O3•5H2O晶体是不能导电的。

3.给电解质演示仪试管内的Na2S2O3•5H2O晶体稍微加热,到40℃时,听到音乐声,看到指示灯变亮。说明熔融状态下的Na2S2O3•5H2O可以导电。

原理:Na2S2O3 2Na++S2O32-

Na2S2O3•5H2O晶体在熔融状态下电离成自由移动的离子,在外加电场的作用下做定向运动,有电流通过,演示仪发出悦耳的音乐,使指示灯亮了起来。

4.取10ml蒸馏水置于电解质演示仪中,闭合电路,指示灯不亮,但发出微弱的音乐,断开电路,取少量的Na2S2O3•5H2O晶体加入演示仪的蒸馏水中,抽动搅拌器搅拌,闭合电路,指示灯变亮的同时发出悦耳动听的音乐。原理:

Na2S2O3 + H2O2Na+ + S2O32- +H+ +OH-

说明电解质溶于水能够导电。

5.取自来水10ml置于演示仪中,闭合电路,指示灯亮的同时也能发出较强的音乐。说明自来水内有无机盐(电解质),是多种电解质的稀溶液。

五、优点

1.实验现象直观、易于观察。

2.实验选材简单、成本低价值高。

3.实验操作方法简单、性能稳定、安全可靠。

4.知识含量大、可信度高。

六、拓展

实验演示仪可供初中、高中、大学通用。

1.初中

讲解水的净化可用该演示仪验证井水、污水、自来水、蒸馏水,保护水资源的重要性。借助演示仪可讲解如何净化水和保护水资源的重要性,极大增加感彩。

2.高中

(1)验证:电解质的电离

①强电解质的电离NaNO3、KNO3、NaCL

②弱电解质的电离CH3COOH、NH3•H2O

(2)验证电离平衡

①水的电离平衡:H2OH+ + OH-

说明纯水的导电能力是极弱的。

②弱电解质的电离平衡

CH3COOHCH3+ + COOH-

NH3•H2ONH4+ + OH-

③离子反应发生条件的验证(生成沉淀、生成气体、生成弱电解质H2O)

Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4 + 2H2O

Ba2+ + SO42- = BaSO4

④化学能转变为电能的验证

土豆插上两极连入演示仪

化学能电能

3.与大学知识的衔接

(1)验证浓度对平衡的影响

(2)盐类的水解验证(水解平衡)

众所周知,搞好化学实验教学是提高化学教学质量的关键之一。在新课程标准的实践中,我们必须加强对新课程标准的学习和研究,力求找准新课程标准下化学实验的着力点,充分发挥教学仪器和自制教具的独特作用,努力提高初中化学新课程标准的实施水平。

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