金汝來　林海斌

一、電解飽和食鹽水圖示的解讀

高中課程標準實驗教科書蘇教版《化學》在同一套教材的不同模塊中出現(xiàn)了６個關于電解飽和食鹽水的圖示，教師閱讀時倘若不能合理解讀，會影響教學效果.對６個圖示分析可發(fā)現(xiàn)以下特點．

１．體現(xiàn)發(fā)展歷程，指明發(fā)展方向

電解法作為現(xiàn)代化學工業(yè)的一種重要方法源于１８０７年英國科學家Ｈ．戴維將熔融苛性堿進行電解制取鉀、鈉，美國于１８９３年首先使用石棉隔膜電解法用于工業(yè)生產制取燒堿，１９７５年日本首先實現(xiàn)離子膜電解法制燒堿，并實現(xiàn)工業(yè)化生產.雖然在這一發(fā)展進程中，于１８９７開始在英國和美國用于工業(yè)化生產的水銀電解法，且在２０世紀８０年代初仍占氯堿工業(yè)生產能力的４２％，但由于水銀電解法需用固體食鹽作原料，且電耗大、污染重，逐步被其他方法所取代.因此，在電解飽和食鹽水的工業(yè)化過程中，最重要的裝置就是石棉隔膜電解槽和陽離子交換膜電解槽，蘇教版教材中上述圖形的呈現(xiàn)同樣清晰地體現(xiàn)了這一過程.同時，在３個模塊中３次出現(xiàn)陽離子交換膜電解槽（圖４～６），這也指明并強調了氯堿工業(yè)的發(fā)展方向——陽離子交換膜電解法.

２．豐富閱讀情境，創(chuàng)新實驗方法

同樣是陽離子交換膜電解槽，３個圖示（圖４～６）卻是大同小異：“同”在電解飽和食鹽水這一電解原理，“異”在原料的入口和產物的出口的簡單變換.在其目的是讓學生在不同的情境下能夠有效地利用已學的電解原理分析和解讀，這一做法對于區(qū)分學生是否真正掌握陽離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理十分有利.用雞蛋殼來設計電解飽和食鹽水的簡易裝置（圖２），不僅是一個創(chuàng)新型的實驗設計，而且是一個生活化的實驗設計.但這一設計的實踐原型在哪里？筆者認為，其原型是石棉隔膜電解槽，由于在電解槽中增加了石棉隔膜，并且改變了陰、陽兩極室內的液面溫度，導致電流密度降低，因此用鐵絲纏繞在雞蛋殼外以增大電流密度，石棉隔膜電解槽將陰極改制成筒狀的鐵網(wǎng)也是基于這一原因設計的.

二、電解飽和食鹽水圖示的反思

如何讓學生將這些圖示串聯(lián)成有序的線又不模糊電解槽的基本模型呢？

１．建構穩(wěn)定的電解模型

先讓學生認識水電離產生Ｈ＋和ＯＨ－，在直流電的作用下Ｈ＋向陰極移動，ＯＨ－向陽極移動.然后，讓學生分析Ｈ＋和ＯＨ－分別在陰極和陽極發(fā)生得失電子的過程：Ｈ＋得電子產生H₂，ＯＨ－失電子產生O₂.由于陰陽兩極產生H₂和O₂的物質的量之比是２∶１，因此，陽極４Ｈ＋＋４ｅ－→２H₂，陰極ｎＯＨ－－ｎｅ－→O₂，陰極的這一電極反應顯然不符合質量守恒定律.由此進一步引導學生深入討論水的電解原理（圖７）.

在每次呈現(xiàn)電解示意圖時，用以下問題啟發(fā)學生思考：①存在哪些離子？②在直流電作用下離子會怎樣移動？③指出電極產物并寫出化學反應方程式.這不僅有效地解決了離子移動方向的問題，同時也明確了在陰、陽極分別發(fā)生的得、失電子過程.這一分析思路會對學生認識其他具體電解裝置形成固定思維路徑，從而構建穩(wěn)定的電解模型.而對于ＯＨ－在哪一個電極附近產生的問題，應由實驗來回答，并結合實際進行適當?shù)慕忉專篐₂Ｏ?葑Ｈ＋＋ＯＨ－，２Ｈ＋＋２ｅ－＝H₂↑，綜合上述兩個反應得到２H₂Ｏ＋２ｅ－＝H₂↑＋２ＯＨ－，說明H₂和ＯＨ－是在同一電極產生.

２．建構科學的認知序列

筆者設計了飽和食鹽水電解裝置的認知序列，并以相關問題引導學生進行電解裝置的改進.（具體裝置圖和問題略）

通過這樣的學習，不但讓學生鞏固了飽和食鹽水電解的基本模型，而且在不斷改進的學習過程中感受發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造的樂趣.