熊娟 周學(xué)興

摘要：常見(jiàn)的電解裝置不方便操作且消耗電解液多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。利用9V電池、9V電池扣、2根公頭線、細(xì)石墨電極、細(xì)銅棒電極、表面皿等改進(jìn)電解裝置，設(shè)計(jì)成一種多用途的簡(jiǎn)易電解裝置。該裝置能方便地電解氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液等，還能探析微觀離子移動(dòng)方向，自制84消毒棉等等。

關(guān)鍵詞：電解；觀察現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

文章編號(hào)：1008-0546（ 2022 ）11x-0090-02

中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.023

一、提出問(wèn)題

“電解池”是2019年人教版《化學(xué)（選擇性必修1》>第四章第二節(jié)內(nèi)容。[1]在必修教材中沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)“電解”的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生對(duì)這一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)非常陌生。通過(guò)電解實(shí)驗(yàn)，能讓學(xué)生直觀觀察到電解的產(chǎn)物，理解電解的原理，提高學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的核心素養(yǎng)。目前在一線教學(xué)中，電解的實(shí)驗(yàn)存在幾個(gè)不足：（1）學(xué)生電源笨重、攜帶不方便、成本高，不利于開(kāi)展分組實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)圖1）；（2）電解液消耗多，產(chǎn)生較多氯氣等有毒氣體污染環(huán)境（見(jiàn)圖2）；（3）部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，電解過(guò)程中離子移動(dòng)不直觀。

二、實(shí)驗(yàn)用品及裝置

實(shí)驗(yàn)用品：9V電池、9V電池扣、2根公頭線、細(xì)石墨電極、細(xì)銅棒電極、培養(yǎng)皿、鑷子。

將9V電池扣分別和2根公頭線組裝，扣在電池上。電池正極紅色公頭線插入石墨電極、電池負(fù)極黑色公頭線插入銅電極。多用途簡(jiǎn)易電解裝置組合完成（見(jiàn)圖3）。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1．電解NaCl溶液

將一張濾紙放人培養(yǎng)皿中，滴入NaCl溶液、酚酞溶液，將簡(jiǎn)易電解裝置的兩極放在濾紙兩端，觀察現(xiàn)象。3s后，陰極附近變紫紅色，兩極有細(xì)小的氣泡冒出（見(jiàn)圖4、圖5）。

將一張淀粉一碘化鉀試紙放在培養(yǎng)皿中，滴入NaCl溶液，將簡(jiǎn)易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現(xiàn)象。3s后，陽(yáng)極附近變藍(lán)色，兩極有細(xì)小的氣泡冒出（見(jiàn)圖6、圖7）。

將一張pH試紙放在培養(yǎng)皿中，滴入NaCI溶液，將簡(jiǎn)易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現(xiàn)象。3s后，陰極附近變藍(lán)色，陽(yáng)極附近變紅色且中間出現(xiàn)白色的褪色現(xiàn)象；兩極有細(xì)小的氣泡冒出（見(jiàn)圖8、圖9）。

2．電解Na2SO4溶液

將一張淀粉一碘化鉀試紙放在培養(yǎng)皿中，滴入Na2SO4溶液，將簡(jiǎn)易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現(xiàn)象。3s后，陽(yáng)極附近變藍(lán)色，兩極有細(xì)小的氣泡冒出（見(jiàn)圖10、圖11）。

將一張pH試紙放在培養(yǎng)皿中，滴入Na2SO4溶液，將簡(jiǎn)易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現(xiàn)象。3s后，陰極附近變藍(lán)色，陽(yáng)極附近變紅色，兩極有細(xì)小的氣泡冒出（見(jiàn)圖12、圖13）。

3．自制84消毒棉

取一團(tuán)醫(yī)院用棉花放入培養(yǎng)皿中，滴人NaCl溶液、酚酞溶液，將簡(jiǎn)易電解裝置的兩極放在棉花兩端，電解一段時(shí)間。用鑷子夾棉花，擦拭桌面消毒（見(jiàn)圖14、圖15、圖16）。

4．觀察離子移動(dòng)

取一張濾紙放人培養(yǎng)皿中，滴入Na2SO4溶液，濾紙中間滴人一滴高錳酸鉀溶液，將簡(jiǎn)易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現(xiàn)象。電解一段時(shí)間后紅色變淡，并且往陽(yáng)極移動(dòng)少許。（見(jiàn)圖17、圖18、圖19）

四、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1．裝置簡(jiǎn)單，利于分組探究

改進(jìn)后的多用途簡(jiǎn)易電解裝置輕便簡(jiǎn)單、所需組裝部件價(jià)格便宜，采購(gòu)方便，可組裝多套用于上課時(shí)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，構(gòu)建電解池的模型認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。

2．現(xiàn)象明顯，培養(yǎng)微觀探析

多用途簡(jiǎn)易電解裝置電解時(shí)用時(shí)短，電解產(chǎn)生的現(xiàn)象明顯，有污染的產(chǎn)物極少，不污染環(huán)境。通過(guò)觀察現(xiàn)象，結(jié)合電池的正負(fù)極，學(xué)生可以清晰地從微觀視角分析放電離子、離子移動(dòng)的方向及電解產(chǎn)物，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)和微觀探析的素養(yǎng)。

3．改進(jìn)裝置，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

將傳統(tǒng)的電解裝置進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)學(xué)生起到了一個(gè)很好的創(chuàng)新示范作用。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生思考：還有哪些常見(jiàn)的用品可以構(gòu)成電解裝置？還可以通過(guò)更換電解質(zhì)溶液、更換電極進(jìn)行哪些電解實(shí)驗(yàn)的探究等等，[2]培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究開(kāi)發(fā)中心．普通高中教科書(shū)（化學(xué)選擇性必修1）[M]．北京：人民教育出版社，2019．

[2] 潘祥泰．自制多用途電解裝置[J]．新課程（教育學(xué)術(shù)），2011（7）：100．