關(guān)曉鵬 汪 青

（1 上海市北郊高級(jí)中學(xué) 上海 200081；2 華東師范大學(xué)化學(xué)系 上海 200062）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常認(rèn)為有以下功能［1］：提高了學(xué)生對(duì)概念的理解； 發(fā)展了學(xué)生科學(xué)探究的技能和推理能力；發(fā)展了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力；激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣；促進(jìn)了學(xué)生對(duì)復(fù)雜的科學(xué)本質(zhì)的理解。可見通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣是其重要功能之一。然而，與發(fā)達(dá)國家的教材相比，我國化學(xué)教材中趣味性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容明顯偏少［2］。我國教材中的實(shí)驗(yàn)選題通常強(qiáng)調(diào)突出知識(shí)目標(biāo)，很少考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［3］。這一現(xiàn)狀給教育工作者提供了拓展和研究趣味實(shí)驗(yàn)的空間。然而，筆者查閱各種資料發(fā)現(xiàn)：不少同行對(duì)電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入研究并對(duì)于裝置上有所改進(jìn)。筆者歸納大致分為以下幾類。第一類是針對(duì)實(shí)驗(yàn)效果，力求現(xiàn)象明顯易于觀察［4］；第二類是因電解后需要檢驗(yàn)產(chǎn)物，傾向于電解后的檢驗(yàn)操作方便［5］；第三類是針對(duì)電解產(chǎn)生氯氣排放到空氣中造成污染從而在尾氣處理上加以改進(jìn)［6］；第四類是力求實(shí)驗(yàn)微型化裝置簡(jiǎn)單，原料用量少［7］；第五類是從技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)角度出發(fā)制成隔膜式電解槽與工業(yè)接軌［8］。

上海市高中階段所需要掌握的電解反應(yīng)就是電解飽和食鹽水和電解氯化銅［9］。高考考試實(shí)驗(yàn)考查方式比較靈活，需要學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，得出結(jié)論。但是高三復(fù)習(xí)時(shí)會(huì)感到這部分內(nèi)容很抽象，復(fù)習(xí)時(shí)“炒冷飯”，學(xué)生學(xué)習(xí)興致不高，缺少“興奮點(diǎn)”。筆者在教學(xué)過程中， 通過設(shè)計(jì)電解微型系列趣味實(shí)驗(yàn)，激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，收到了不錯(cuò)的效果。本文筆者將結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，介紹一些電解微型系列實(shí)驗(yàn)案例，以供大家參考。

一、實(shí)驗(yàn)原理

利用直流電通過鉛筆電極，通過改變?yōu)V紙上的溶液，從而產(chǎn)生不同的現(xiàn)象，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的探究。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1．實(shí)驗(yàn)試劑

飽和食鹽水、酚酞、碘化鉀溶液、碘化鉀淀粉試紙（或碘化鉀淀粉溶液）、新制硫酸亞鐵溶液、KSCN 溶液

圖1 實(shí)驗(yàn)試劑

2．實(shí)驗(yàn)儀器與裝置

9V 直流電源、兩頭削減的鉛筆（或鉛筆芯）、鱷魚夾導(dǎo)線、培養(yǎng)皿、濾紙

圖2 實(shí)驗(yàn)裝置

3．實(shí)驗(yàn)方案

（1）筆與橡皮

實(shí)驗(yàn)過程：取一張用飽和NaCl 溶液（加入酚酞）浸濕的濾紙放于培養(yǎng)皿，用兩頭削尖的鉛筆做電極材料，與濾紙接觸，連接電源。陰極的鉛筆沿著濾紙，可以寫出紅字。同時(shí)用陽極的鉛筆接觸紅字，可以使紅色字跡消失。

圖3 “筆與橡皮”裝置及現(xiàn)象

（2）一筆寫雙色字

實(shí)驗(yàn)過程：將濾紙一分為二，分別用KI 溶液和碘化鉀淀粉溶液浸潤放于培養(yǎng)皿，中間留有間隔。用兩頭削尖的鉛筆做電極材料，與濾紙接觸，連接電源。連接電源正極的鉛筆，在碘化鉀溶液的濾紙上勾勒任意的圖案或者文字，呈現(xiàn)淺棕色。而將兩只鉛筆同時(shí)移到碘化鉀淀粉溶液的濾紙上（或淀粉碘化鉀試紙），所勾勒出的圖案或文字，為藍(lán)色。

圖4 “一筆寫雙色字”裝置及現(xiàn)象

（3）電筆密信

實(shí)驗(yàn)過程：取一張用新制的FeSO4溶液浸濕的濾紙放于培養(yǎng)皿，用兩頭削尖的鉛筆做電極材料，與濾紙接觸，連接電源。用連接電源正極的鉛筆書寫不清楚的字或符號(hào)。然后在字上滴入KSCN 溶液，立刻顯現(xiàn)血紅色的字。

圖5 “電筆密信”裝置及現(xiàn)象

（4）一筆兩個(gè)同心圓

實(shí)驗(yàn)過程：取一張用飽和NaCl 溶液（少量的KI）浸濕的濾紙放于培養(yǎng)皿，用兩頭削尖的鉛筆做電極材料，與濾紙接觸，連接電源。連接正極的鉛筆放于濾紙的中央，一段時(shí)間后出現(xiàn)雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圓為棕色。

圖6 “一筆兩個(gè)同心圓”裝置及現(xiàn)象

三、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新之處

1．實(shí)驗(yàn)用9V 電池， 相比傳統(tǒng)學(xué)生電源， 安全可靠。

2．電解實(shí)驗(yàn)的趣味化，裝置簡(jiǎn)單。

3．通過系列實(shí)驗(yàn)，直觀的了解電解時(shí)溶液中陰陽離子的放電順序。

四、注意事項(xiàng)和相關(guān)說明

（1）由于整個(gè)裝置還是敞開式的，雖然微型，電解飽和食鹽水時(shí)但也會(huì)有少量的氯氣放出，操作時(shí)間不宜過長。實(shí)驗(yàn)（4）中的雙色同心圓需要一點(diǎn)時(shí)間，要耐心。

（2）在寫字過程中，由于鉛筆本身可以寫出黑色字跡，因此在寫秘信手上要輕，否則也會(huì)有鉛筆本身的印記。HB 鉛筆相比2B 鉛筆痕跡更淺。

（3）本實(shí)驗(yàn)還可以有更多的拓展，比如混合溶液的電解。氯化鈉與溴化鈉混合溶液電解、溴化鈉與碘化鉀溶液電解、亞鐵離子與碘離子溶液的電解，不同的現(xiàn)象能更好的讓學(xué)生知道氧化還原反應(yīng)的先后順序，還原性強(qiáng)的離子先發(fā)生氧化反應(yīng)，由此可以更具體的比較幾種比較重要的離子的還原性強(qiáng)弱關(guān)系。

［1］柳秀峰．科學(xué)教育面臨的巨大挑戰(zhàn)［J］．化學(xué)教學(xué)，2015，（1）：3～6

［2］葉燕珠等．幾個(gè)初中化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)及相關(guān)探究課題［J］．化學(xué)教學(xué)，2015，（1）：52～55

［3］鄭長龍主編．化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)論［M］．北京：高等教育出版社，2002：29

［4］汪習(xí)雄．“新老搭配”是改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新思路［J］．中學(xué)化學(xué)，2015，（4）：31

［5］李靜嫻，陳迪妹，元立亭．電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．化學(xué)教學(xué)，2012，（1）：45～46

［6］［7］張平．電解飽和食鹽水微型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013，（4）：55

［8］周來友．立式隔膜電解食鹽水裝置［J］．實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2005，（9）：55

［9］上海市教育委員會(huì)．上海市中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)［M］．上海：上海教育出版社，2004