朱鵬飛

（無錫市第一中學 江蘇 無錫 214031）

針對教科書介紹的相關(guān)電解實驗方案存在試劑用量較多、實驗現(xiàn)象不易被所有學生看到、不太適合學生進行自主探究等不足，筆者借助于天然指示劑紫甘藍汁，利用西林瓶（一種膠塞封口的小瓶子）、飲料瓶蓋、注射針針頭、電池、鉛筆芯等物質(zhì)設(shè)計了適合學生探究的微型電解實驗［1］，經(jīng)常態(tài)課堂和綜合實踐活動課中應(yīng)用，效果良好。

圖1 微型電解實驗裝置［1］

該實驗設(shè)計參加了無錫市中學化學實驗設(shè)計大賽和江蘇省理化生實驗教學設(shè)計比賽，均獲得一等獎的好成績。比賽后不少現(xiàn)場觀摩的老師和筆者探討微型實驗的設(shè)計，認為該實驗設(shè)計巧妙、現(xiàn)象明顯、表征手段獨特、低成本、綠色化；但也有一些老師認為該設(shè)計如果作為學生實驗，學生將西林瓶傾倒于瓶蓋中時，容易導致電解液泄漏。為了開發(fā)更適合學生探究的微型電解實驗，筆者對其進行了再次研究，現(xiàn)將開發(fā)的的一些微型電解實驗方案介紹如下。

一、實驗設(shè)計

1．以“濾紙”作為“微型鹽橋”

如圖2所示將兩個西林瓶正放于桌面上，此時需要解決的是尋找一個“微型鹽橋”來確保整個裝置回路。經(jīng)過多次嘗試發(fā)現(xiàn)用潤濕的濾紙連接在兩個西林瓶的電解液中效果較好，連接電源后實驗現(xiàn)象同圖1介紹的實驗方案一樣，操作比較簡便，同時也解決了電解液泄漏的問題。

2．以塑料滴管作為電解液的“載體”

與膠頭滴管相比，塑料滴管由于其質(zhì)地柔軟，易彎曲等特點，不僅具有滴加試劑的功能，還能作為電解液的載體。在進行本實驗時，先將指示劑紫甘藍汁和電解液硫酸鈉溶液吸入滴管中（注意量不要超過滴管體積的一半），然后橫放，將注射針針頭插入滴管中（如圖3所示），連接電池，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象非常明顯，短時間內(nèi)陰陽極呈現(xiàn)鮮明的顏色差別，而且在電解飽和食鹽水時，產(chǎn)生的氯氣并不會逸散到空氣中，此外該實驗的一個優(yōu)點就是反應(yīng)結(jié)束后可以將陰陽極反應(yīng)產(chǎn)物混合，對比前后溶液顏色變化，幫助學生認識電解前后反應(yīng)體系pH的變化，能夠有效地突破這個教學難點。

3．以寬口徑試管為電解液的“載體”

由于這樣的試管具有寬口徑和管身較短這樣的特點，適合作為電解液的載體。在電解的過程中陰陽極區(qū)域并沒有分開，為了便于觀察陰陽兩極的現(xiàn)象，可以將一塊紙板放入其中（如圖4所示），將陰陽極分開。電極可以選擇注射針針頭或回形針，也可以選擇鉛筆筆芯。

（需要說明的是圖2、3、4在繪制時均省略了電源和導線）

圖2 以濾紙作鹽橋?qū)嶒炑b置圖

圖3 以塑料滴管為載體實驗裝置圖

圖4 以寬口徑試管為載體實驗裝置圖

二、實驗反思

在對于微型實驗的研究過程中，筆者感覺到微型化學實驗在中學推廣艱難的原因之一就是化學反應(yīng)有時在微量和常量時給予觀察者的感受并不一樣。因此將化學實驗設(shè)計成“微型化”的同時也應(yīng)該使得實驗現(xiàn)象盡可能的“可視化”、“擴大化”。

此外任何一種實驗設(shè)計都不是完美的，表1分析了筆者在進行上述實驗設(shè)計時感受到這些設(shè)計的優(yōu)點和缺點，教師應(yīng)該根據(jù)不同的教學需求選擇不同的實驗方案。如利用塑料滴管作為電解液的載體，操作方便，現(xiàn)象明顯，但電解過程中產(chǎn)生的氣體容易使電解液被排出，因此電解的時間并不能太長，教師如果讓學生感受電解硫酸鈉溶液時陰陽極的產(chǎn)物和某些溶液電解前后反應(yīng)體系的pH變化，則可以選擇該方案。

表1 不同微型電解實驗方案的優(yōu)缺點

［1］ 朱鵬飛，徐惠．適合學生探究的微型電解實驗設(shè)計［J］．化學教學，2014，（7）：59－60