我?;瘜W(xué)現(xiàn)行教材北師大版化學(xué)1、化學(xué)2、化學(xué)反應(yīng)原理中,
一些實(shí)驗(yàn)按課本方法做,實(shí)驗(yàn)效果不理想,甚至觀察不到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,為此本人對這些實(shí)驗(yàn)作一番改進(jìn)的探究,現(xiàn)將拾取一例介紹如下,與同仁共勉。
在化學(xué)反應(yīng)原理第17頁中安排了活動探究內(nèi)容——電鍍。課本中實(shí)驗(yàn)方法:以硫酸銅溶液作電鍍液,待鍍的鐵釘作陰極,銅片作陽極,1節(jié)干電池作電源。在電鍍過程中,發(fā)生的電極反應(yīng)分別為:
陽極 Cu=Cu2++2e-
陰極 Cu2++2e-=Cu(在鐵釘上析出)
可是學(xué)生會有疑問:鐵在常溫下能從硫酸銅溶液中置換出銅(Fe+CuSO4 ■FeSO4+Cu),不一定是電鍍作用。所以用“給鐵釘鍍銅的實(shí)驗(yàn)”來說明電鍍原理,是不能使學(xué)生信服的,是沒有說服力的。為此筆者對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了較大的改進(jìn):以硫酸鋅溶液作為電鍍液,待鍍的銅板作陰極,鋅板作陽極,低壓直流電作為電源,實(shí)驗(yàn)原理是:
陽極 Zn=Zn2++2e-
陰極 Zn2++2e-=Zn(在銅板上析出)
銅板上能析出鋅,說明是發(fā)生電鍍反應(yīng),因?yàn)樵谕ǔG闆r下,銅是不能從硫酸鋅溶液中置換出鋅的,只有通過電鍍才能發(fā)生上述反應(yīng)。
用“給銅板鍍鋅”作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)還有一大好處,那就是實(shí)驗(yàn)后銅板表面的鋅,用2 mol/L的硫酸溶解,容易清除干凈,而在鐵釘表面鍍銅,銅不易清除干凈。
為了做好這個電鍍實(shí)驗(yàn),作者從電鍍液的濃度、電鍍時間兩方面對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。
1.電鍍液濃度的選擇:為了能使鍍層均勻、細(xì)致地附著在銅板上,硫酸鋅電鍍液中必須加入氯化銨固體,使Zn2+與NH3結(jié)合形成絡(luò)離子Zn(NH■)■2+(Zn2++4NH3■Zn(NH■)■2+)。
為使銅板表面析出的鋅致密而光亮,電鍍液應(yīng)加入氯化銨,
否則電鍍效果很差。那么,氯化銨要加多少呢?Zn2+與NH3結(jié)合的比例為1∶4,另外氯化銨要過量一些,因此氯化銨的物質(zhì)的量為
Zn2+物質(zhì)的量的8倍。即1 L 0.3 mol ZnSO4溶液中含有氯化銨2.4 mol,
1 L 0.2 mol ZnSO4溶液中含有氯化銨1.6 mol,1 L 0.1 mol ZnSO4溶液中含有氯化銨0.8 mol。
2.電鍍時間的選擇:當(dāng)硫酸鋅電鍍液濃度相同時,隨著電鍍時間增加,鍍層加厚。電鍍1 min鍍層較薄,電鍍2 min,鍍層較厚,這兩種結(jié)果都比較好,電鍍3 min,鍍層厚且較粗,這種結(jié)果不夠理想。
長期以來,在化學(xué)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)往往轉(zhuǎn)化為一種形式,淪為知識灌輸?shù)母接够螯c(diǎn)綴,失去了它應(yīng)有的功能和作用。在新的課程理念下,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)增強(qiáng)演示試驗(yàn)的探索性,增設(shè)邊講邊做的實(shí)驗(yàn),多利用探究法教學(xué);積極開展研究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評價(jià)能力;增加實(shí)驗(yàn)的趣味性和實(shí)用性,努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情,督促學(xué)生完成家庭實(shí)驗(yàn),學(xué)生由被動、機(jī)械的操作變?yōu)橹鲃?、探究的?shí)驗(yàn),活躍了學(xué)生思維,開發(fā)了學(xué)生潛能,使學(xué)生利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究問題從可能變?yōu)榭尚?,并為學(xué)生的終身發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),同時也有效解決了高考實(shí)驗(yàn)題中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡拇_定,基本操作的選取及基本操作中所用儀器、藥品的選取,實(shí)驗(yàn)條件的確定,實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)問題的處理等,因?yàn)楦呖紝?shí)驗(yàn)題也來自于教材和社會生活。
(作者單位 河南省淅川縣荊紫關(guān)高中)