电解饱和食盐水的实验改进-高中化学实验说课稿

电解饱和食盐水的微型实验改进作者：林静静来源：《中学生导报·教学研究》2013年第24期摘要：微型化学实验（microsale chemical experiment或microsale laboratory）是指用微量药品，在微型化的仪器里进行的化学实验。

其特点在于：装置微型化和用药量微型化。

一般来说，通常所说的用量都在半微量与微量之间，即固体01克左右，液体01～02ml左右。

对于教学而言，微型实验应具有现象明显、便于操作、效果优良、成本低、易于推广等特点。

本文以电解食盐水实验的微型化改进为例研究微型实验的特点.关键词：微型实验；改进[问题提出]该实验内容在高中化学课本介绍氢氧化钠的工业制法时涉及的。

书中提到要用石棉隔膜避免反应物与离子的混合反应，这容易使学生觉得实验条件苛刻而无法演示。

其实在这方面已有很多的实验改进的例子。

《化学微型实验及教学研究》一书中第360 ～ 390页提到了3种方案。

（《化学微型实验及教学研究》蔡铎昌主编，西南师大出版社）基本思路是用U型管盛装溶液，或用两只导直玻璃管插入盛溶液的烧杯中，电极分别插入两管中电解，再用指示剂或气室检验产物。

但其缺点很明显：其一是用药太多，有30-50毫升。

其二是所用电压高，需用学生电源，很笨重，不便携带。

不符合微型实验的特点和要求。

而本实验的设计完全克服了上述缺点，且不失巧妙。

[实验内容][实验名称]电解饱和食盐水微型实验演示[实验原理]在饱和氯化纳钠溶液中通以直流电，会发生如下反应：阳极：2Cl-_2e ==Cl2（惰性电极）阴极：2H2O+2e==H2+2OH-总反应：2NaCl+2H2O ===2NaOH+Cl2+H2[仪器药品]培养皿擦镜纸导线一号电池自动铅笔笔芯小胶布投影仪食盐淀粉-碘化钾试液酚酞试液蒸馏水[实验装置][实验步骤]1.取01克食盐于培养皿中，加入蒸馏水10滴左右，振荡使之溶解，并将液面展开。

2.将电极平行放入培养皿中，用小胶布固定于培养皿壁。

电解饱和食盐水实验之探究说课稿发表时间：2018-07-19T11:44:06.600Z 来源：《教学与研究》2018年9期作者：毛小红[导读] 本节课源自新人教版化学选修四第四章电化学基础第三节电解池第二课时电解原理及其应用中“电解饱和食盐水实验之探究。

毛小红（新疆乌苏市第一中学新疆乌苏 833000）中图分类号：G652.4 文献标识码：A 文章编号：ISSN0257-2826 （2018）09-0074-02一、教材分析1、教材的地位和作用本节课源自新人教版化学选修四第四章电化学基础第三节电解池第二课时电解原理及其应用中“电解饱和食盐水实验之探究。

“电解饱和食盐水“实验不仅能巩固电解原理知识，而且在工业生产、实际生活中，工业废水处理中都有广泛应用，并且在高考中也是热点知识，所以在本节课借“电解饱和食盐水“实验将此块内容挖深挖透很有必要。

2、教学目标【知识与技能】①能熟练操作电解饱和食盐水实验，并通过实验验证电解原理。

②能对装置加以改进，探究出自制84消毒液方法。

③能够分析出铁为阳极时制备高铁酸钠和处理含重铬酸钾废水的原理，并能制备出氢氧化亚铁。

【过程与方法】①培养学生对实验的操作、观察、分析和推理能力。

②培养学生发现问题、分析问题和解决问题的科学探究精神和创新能力。

【情感态度与价值观】①培养学生动手实验操作能力，并对实验提出质疑，加以改进。

②能将所学知识运用于生活、生产当中，真正体会到“科学技术就是生产力”的含义。

③培养学生运用所学知识解决环保问题，将“青山绿水就是金山银山”的十九大精神渗入课堂。

3、教学重、难点教学重点：熟练操作电解饱和食盐水实验，并能改进装置进行自制84消毒液。

教学难点：探究铁做阳极制备高铁酸钠、氢氧化亚铁。

以及对工业废水中重铬酸根的处理。

以达到学以致用的目的。

二、学情分析本课为加强班学生设计，学生已掌握基本电解原理，学生能够对简单问题进行分析，在老师的指引下可处理相关高考问题。

电解饱和食盐水实验各位同学老师下午好今天我讲的题目是《电解饱和食盐水实验》一、实验分析《电解饱和食盐水》是高二化学选修四第四章《电化学基础》中第三节《电解池》的内容，复习我们已经学习了电解原理。

今天的实验主要是巩固工业制碱原理。

了解以氯碱工业为基础的化工生产及产品的主要用途。

二、说实验目标1、巩固电解原理2、掌握电解的基本操作3、学会对电解产物的检验三、说实验的重难点实验的重点是都电解产物的分析与检验，应用所学的原理书写阴极的电解方程式，以及阳极的电解方程式。

四、说教法1、提问实验前我会提问“交流电与直流电最大的区别是什么呢，电解用的什么电源，为什么不用交流电呢？2、对比试验法这个实验的目的是巩固大家电解原理知识，改进书本上现象不明显、反应时间长、混合颜色不明显的缺点。

实验前我会提问大家KMnO4 CuSO4两种溶液中显色的原因是那种离子3、半演示法讲解实验应注意的安全事项，简述实验原理。

将电解饱和食盐水的主要装置搭好，并不进行实验，两组同学一个实验学生自己动手做。

时刻观察学生的操作，记下常见的不规范操作，危险的操作及时制止，不规范的操作下次实验集中讲解。

4、实验现象讨论法做完实验，我会让学生结合学习过的电解原理，分组讨论一下产生上述现象，并填一下作业表。

五、说学法改变以前“老师是一位优秀的画家，在学生空白的记忆中画出了电解装置“的现象，自己动手，自己观察，培养学生保护环境的意识。

六教学过程1、新课的导入“本实验以交流电以及直流电的不同”引出今天的实验2、授课在教学过程中对实验中一些不合理的地方进行了改进，对电解氯化钠的尾气做了处理，进口书本知识，引导学生保护环境的意识，尽量减少教师的讲解，启发学生的自我思考。

3、板书设计黑板的左边以填空的方式写出实验原理，中间画出书本上的图，以及改进后的图，右边画出注意事项。

4、作业布置改变传统的实验报告的形式，采用实验作业表的形式，减少减少学生的课业负担。

提高学生的创新能力。

《电解食盐水》说课稿一、使用教材人教版高中《化学选修4》第四章第三节。

二、实验器材自制教具：电解食盐水微型装置（培养皿、胶头滴管、石墨电极和铁电极、导线、电解槽、学生电源、镊子）自制84消毒液简易装置（玻璃管、石墨电极和铁电极、导线、电解槽、学生电源、）氯化钠溶液、酚酞试液、红纸片条、滤纸、蒸馏水等。

实物投影仪。

三、实验创新要求/改进要点人教版高中化学选修4教材第82页“科学探究”栏目要求：设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验。

多数学生会参考教材第79页实验4-2“U型管电解CuCl2溶液”的实验装置，但是，该实验装置不适合课堂演示，更不适合学生分组实验，因为产生较多的氯气会污染环境。

作者设计了一种微型电解装置，学生用它分组实验电解了饱和食盐水，每个学生都可以亲手实验，现象明显，产物便于检测且随时可以停止，符合实验绿色化的理念。

改进的微型实验装置，突出化学实验功能，学生获取实验证据，加深理解电解原理以及氯碱工业中阳离子膜电解槽工作原理，真正落实实验既是教学手段，又是化学学习的重要内容。

四、实验原理/实验设计思路图1 微型电解实验示意图图2 微型实验电解饱和食盐水如图1、图2所示，装置由培养皿、滤纸、塑料板固定的两个石墨电极上和学生电源构成。

五、实验教学目标（1）教学目标：了解电解食盐水的原理；知道电解在氯碱工业、海水淡化等方面的应用；形成“分析和应用电解原理的”一般思路。

（2）评价目标：通过分析氯碱工业原理诊断对电解池的认识；通过微型实验电解食盐水的探究；诊断学生实验的设计、操作、观察、分析和优化能力；通过建立分析和设计电解池的基本认识角度，发展电解池思维模型；通过教学活动中的讨论、交流，分享对问题的看法和解决方案，诊断学生电解在科技、生活中的重要应用价值观念和对化学的学习热情和求知欲望。

六、实验教学内容本节课电解池的第二课时电解原理的应用，多角度透视电解食盐水，设置层层递进的连续问题情境，利于学生形成原理应用的视角：基于应用或目的从装置和原理两个维度的相会作用出发分析、设计电解池。

电解饱和食盐水装置的改进一、实验的作用与地位：电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学，它的应用十分广泛，在分析、合成等领域应用很广，由此形成的工业也很多，如电解、电镀、电冶金、电池制造等。

电解饱和食盐水是学生详细学习电化学原理的第一个案例，通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

知道电解原理在氯碱工业等方面的应用。

激发学生学习的积极性，提高学生社会责任感和公民意识。

对实验现象的分析以及对实验原理的探究活动，能够有效训练学生的思维能力，培养和提高分析处理信息的能力、合作与交流的能力。

二、实验改进出发点：上海科技出版社《化学》高一（第一学期）课本中电解饱和食盐水的装置用的是电化学实验平台。

电解时产生的氯气用湿润的淀粉KI试纸检验，现象很明显。

用小试管收集氢气检验，因产生的氢气量较少，很难用爆鸣实验检验，且实验现象再现过程烦长。

笔者总结实践经验，改用J形管取得很好的效果，其实验的自动化能够很好地激发学生学习的兴趣，可以开发为学生研究性学习的平台。

三、改进方法：如下图，取一J形管，把玻璃尖嘴取下，换成单孔橡胶塞，橡胶塞插有一段玻璃管，通过橡皮管接上玻璃尖嘴（点燃氢气用）橡皮管用止水夹夹住。

再在橡皮塞上插入一段细铜丝，铜丝下端敲成扁平状电解效果更好。

广口瓶内装湿润的淀粉KI试纸用来检验电解产生的氯气，最后的干燥管内装碱石灰，进行尾气吸收。

先打开止水夹，装入饱和食盐水，如图所示，要注意左端充满溶液，使收集的气体为纯净氢气，便于安全地检验。

右端液面刚好与石墨棒接触以形成通路。

开始电解后由于气压作用，左端液面下降，右端液面会不断上升，故开始时右端液面不宜太高。

左边细铜丝为阴极，产生氢气，把液面下压，直到细铜丝与食盐水分离，造成断路，电解自动停止，笔者实践过，一段约5厘米长铜丝，用12伏的电压大约4分钟左右就能够完成电解。

此时管内封住了较多的氢气。

电解饱和食盐水实验的改进通高中课程标准实验教科书（苏教版）化学1（必修1）的专题2的第一单元中，涉及氯气的生产原理时有一个电解饱和食盐水的实验（图2-2）。

这个实验，对引导学生掌握工业上如何制取氯气的原理有着重要作用。

按课本装置进行实验，需时较长，而且很难在试管里收集到氢气，实验成功率不高。

分析其原因主要有下面几点：一、反应在U型管里进行，使得离子在两极之间迁移距离过长，造成整个电路的电阻较大，电源功率损耗大，使阴、阳两极产生的气泡较少，很难收集到足够的氢气。

二、用铁棒作电极，电阻大，表面积太小，不利于氢气的产生，也难收集到足够的氢气进行验证实验。

三、尾气没有及时处理，不符合绿色环保的新理念。

基于这些问题，我们对实验进行了探索和改进。

探索一：以铁棒为阴极、石墨为阳极，直接插入装有饱和食盐水的烧杯中，发现两极气泡马上增多。

这主要是由于电极靠近，离子交换快，电阻变小，电流强度增大，有利于气体的形成。

探索二：将阴极换用表面积大的铁皮，生成氢气的量就马上增多，但生成的气泡却很小，呈“雾状”分布于水中，逸出速度很慢。

探索三：我们把铁片对折，发现实验现象大有改观，生成的气泡比先前增大，但比较两极后发现，碳棒上生成的气泡比铁片上的大。

探索四：尝试着用碳棒作阴极，但是生成氢气的速率又减小。

由此说明：粗糙的表面有利于大气泡的生成，但碳棒电阻过大不利于气泡的生成。

于是我们选择用表面粗糙的铁片作阴极，以提高氢气的产生量。

探索五：为了较好地收集气体，我们把两个电极放在去了底的试管里，发现气流又有所减少，于是我们采用将阴极放在倒置的漏斗中，发现现象有很大的改观。

一者有利于氢气大气泡的形成和收集，电阻也很小。

至于氯气，为便于检验和尾气处理，同时减小电阻，采用壁上打孔的塑料管套装阳极的方法，发现效果很好。

基于对上述实验的探索，我们有了下面的实验改进：1、实验用品：1.1仪器：直流电源、烧杯（2个）、试管、漏斗、泡沫片、导管和橡皮管若干药品：饱和食盐水、氢氧化钠溶液、发泡剂2实验过程（现象）2.1先按照片所示的图把装置搭好。

电解饱和食盐水装置的改进、实验的作用与地位:电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学，它的应用十分广泛，在分析、合成等领域应用很广，由此形成的工业也很多，如电解、电镀、电冶金、电池制造等。

电解饱和食盐水是学生详细学习电化学原理的第一个案例，通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

知道电解原理在氯碱工业等方面的应用。

激发学生学习的积极性，提高学生社会责任感和公民意识。

对实验现象的分析以及对实验原理的探究活动，能够有效训练学生的思维能力，培养和提高分析处理信息的能力、合作与交流的能力。

二、实验改进出发点：上海科技出版社《化学》高一（第一学期）课本中电解饱和食盐水的装置用的是电化学实验平台。

电解时产生的氯气用湿润的淀粉KI试纸检验，现象很明显。

用小试管收集氢气检验，因产生的氢气量较少，很难用爆鸣实验检验，且实验现象再现过程烦长。

笔者总结实践经验，改用J 形管取得很好的效果，其实验的自动化能够很好地激发学生学习的兴趣，可以开发为学生研究性学习的平台。

三、改进方法：如下图，取一J形管，把玻璃尖嘴取下，换成单孔橡胶塞，橡胶塞插有一段玻璃管，通过橡皮管接上玻璃尖嘴（点燃氢气用）橡皮管用止水夹夹住。

再在橡皮塞上插入一段细铜丝，铜丝下端敲成扁平状电解效果更好。

广口瓶内装湿润的淀粉KI试纸用来检验电解产生的氯气，最后的干燥管内装碱石灰，进行尾气吸收。

先打开止水夹，装入饱和食盐水，如图所示，要注意左端充满溶液，使收集的气体为纯净氢气，便于安全地检验。

右端液面刚好与石墨棒接触以形成通路。

开始电解后由于气压作用，左端液面下降，右端液面会不断上升，故开始时右端液面不宜太高。

左边细铜丝为阴极，产生氢气，把液面下压，直到细铜丝与食盐水分离，造成断路，电解自动停止，笔者实践过，一段约5厘米长铜丝，用12伏的电压大约4分钟左右就能够完成电解。

此时管内封住了较多的氢气。

实验三电解饱和食盐水教案实验目的:1．巩固、加深对电解原理的理解。

2．练习电解操作。

实验用品:小烧杯（或U型管）、玻璃棒、铁架台、碳棒、粗铁钉、导线、电流表、直流电源。

饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、蒸馏水。

实验步骤在小烧杯（或U型管）里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。

用导线把碳棒与电流表相连，再与电池的正极相连，铁钉与电池负极相连。

接通直流电源后，注意观察电流表的指针是否偏转，以及小烧杯内发生的现象，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

问题和讨论1．用碳棒作电极电解极稀的食盐水时，阳极放出的气体能不能使湿润的淀粉碘化钾试纸改变颜色？为什么？如果要进一步检验放出的气体，如何改进实验装置？2．在烧杯里盛有CuCl2溶液，还有两根石墨电极和导线。

你能用以上仪器和药品设计一个简单实验来判断某一电池的正负极吗？单元小结一、电解原理1．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做电解、电解CuCl2溶液的反应为：阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑（氧化反应）阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu（还原反应）2．原电池和电解池的比较电极电极反应电子移动方向能量转变原电池正、负极由电极材料决定：相对活泼的金属为负极，较不活泼的金属为正极负极：失去电子，发生氧化反应正极：阳离子得到电子，发生还原反应电子由负极流出，经外电路流回正极化学能转变为电能电解池阴、阳两极由所连接的电源电极决定：阴极跟直流电源负极相连；阳极跟直流电源正极相连阴极：较易得电子的阳离子优先在阴极得到电子，发生还原反应阳极：金属或较易失去电子的阴离子优先在阳极失去电子，发生氧化反应电子由直流电源的负极流出，经过导线到达电解池的阴极，然后通过电解液中离子放电，电子再从阳极经导线回到直流电源的正极电能转变为化学能二、电解原理的应用1．电解精炼铜和电镀铜的电极反应阳极：Cu－2e－→Cu2＋阴极：Cu2＋＋2e－→Cu2．氯碱工业（1）电极反应阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑（氧化反应）阴极：2H＋＋2e－＝H2↑（还原反应）（2）离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。