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摘要：基于电解池的工作原理进行装置微型化改进，结合苏教版《化学反应原理》中“电解池的工作原理及应用”的具体知识，设计4个探究活动。实现知识获取、能力形成及素养发展三者的有机结合。
关键词：电解装置;微型化;实验教学探究
文章编号：1008-0546（2019）12-0090-003 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.028
一、问题的提出
电解池的工作原理是高中重要的理论知识之一。多数学生在接触这部分知识时感觉内容繁多，晦涩难懂，容易与原电池的相关知识混淆。2017年版普通高中化学课程标准明确指出，“充分认识化学实验的独特价值，精心设计实验探究活动”“引导学生通过实验探究活动学习化学”。因此依托电化学生动、形象的实验现象，帮助学生理解和掌握抽象的电解原理，发展相应的化学学科核心素养，设计合适的实验探究活动很有必要。
纵观三个版本的教材，电解装置如图1所示，均为u型管中装电解溶液，插入两根石墨棒作为电极，接通直流电源。该装置需要的药品多，离子在两极迁移的距离长，整个电路的电阻较大，导致实验收集气体所需的时间较长，同时生成的有毒气体量大容易逸出造成空气污染。所以u型管的电解装置适合演示实验，不利于学生进行分组实验。不少同行对电解装置进行改进，也取得较好的效果，避免了有害气体的逸出。但是所需药品仍然比较多，耗时比较长。基于以上情况，笔者在教材实验的基础上进行装置微型化改进，结合苏教版《化学反应原理》中“电解池的工作原理及应用”的具体知识，设计4个探究活动。旨在帮助学生获取新知识的同时提高科学探究创新能力。
二、实验设计
1.实验器材
饱和NaCl溶液，饱和CuCl2溶液，酚酞，pH试纸，淀粉KI试纸，滤纸，海绵宝宝球，2B铅笔芯，铜丝，铜片，9V电池，表面皿，滴管。
2.装置改进
用9V电池代替直流电源，2B铅笔芯或铜丝取代石墨棒，pH试纸、滤纸、海绵宝宝球替代u型管。
三、实验探究及教学设计
【问题情境】工业上如何获得金属钠？分析原理。如果电解的是饱和NaCl溶液，又可获得什么物质？
回顾工业电解饱和食盐水，写出化学方程式。
实验1重温电解饱和食盐水，初探电解原理
【学生实验】如图2，2B铅笔芯分别固定在9V电池正负极上，表面皿中的pH试纸用饱和NaCl溶液润湿，电解，观察现象。
【宏观现象】见图3，阳极有气泡产生，pH试纸迅速变红中间少许变白;阴极有气泡产生，pH试纸变蓝。
【微观探析】从离子迁移的角度及电解产物分析解释原因。
【符号表征】阳极电极反应式之一：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应式：H2O 2e-=H2↑ 2OH-
實验2电解CuCl2溶液，再识电解本质
【问题情境】cuCl2溶液中有哪些离子？通电后离子的移动方向？预测两极可能有哪些产物？如何验证生成的产物？
小组讨论后提出猜想，根据实验器材设计方案，验证猜想。
【实验方案】如图4，表面皿中的滤纸用CuCl2溶液润湿，接有2B铅笔芯的9V电池电解CuCl2溶液，阳极附近用湿润的淀粉-KI试纸检验生成的气体，观察现象。
【宏观现象】见图5，阳极有气泡产生，湿润的淀粉-KI试纸变蓝;阴极有紫红色物质析出。
【微观探析】湿润的淀粉-KI试纸变蓝说明Cl-放电生成Cl2;紫红色物质是Cu2 放电生成的Cu。
【符号表征】阳极电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应式：Cu2 2e-=Cu
引导学生结合实验1、2总结：阳离子氧化性大小：Cu2
关键词：电解装置;微型化;实验教学探究
文章编号：1008-0546（2019）12-0090-003 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.028
一、问题的提出
电解池的工作原理是高中重要的理论知识之一。多数学生在接触这部分知识时感觉内容繁多，晦涩难懂，容易与原电池的相关知识混淆。2017年版普通高中化学课程标准明确指出，“充分认识化学实验的独特价值，精心设计实验探究活动”“引导学生通过实验探究活动学习化学”。因此依托电化学生动、形象的实验现象，帮助学生理解和掌握抽象的电解原理，发展相应的化学学科核心素养，设计合适的实验探究活动很有必要。
纵观三个版本的教材，电解装置如图1所示，均为u型管中装电解溶液，插入两根石墨棒作为电极，接通直流电源。该装置需要的药品多，离子在两极迁移的距离长，整个电路的电阻较大，导致实验收集气体所需的时间较长，同时生成的有毒气体量大容易逸出造成空气污染。所以u型管的电解装置适合演示实验，不利于学生进行分组实验。不少同行对电解装置进行改进，也取得较好的效果，避免了有害气体的逸出。但是所需药品仍然比较多，耗时比较长。基于以上情况，笔者在教材实验的基础上进行装置微型化改进，结合苏教版《化学反应原理》中“电解池的工作原理及应用”的具体知识，设计4个探究活动。旨在帮助学生获取新知识的同时提高科学探究创新能力。
二、实验设计
1.实验器材
饱和NaCl溶液，饱和CuCl2溶液，酚酞，pH试纸，淀粉KI试纸，滤纸，海绵宝宝球，2B铅笔芯，铜丝，铜片，9V电池，表面皿，滴管。
2.装置改进
用9V电池代替直流电源，2B铅笔芯或铜丝取代石墨棒，pH试纸、滤纸、海绵宝宝球替代u型管。
三、实验探究及教学设计
【问题情境】工业上如何获得金属钠？分析原理。如果电解的是饱和NaCl溶液，又可获得什么物质？
回顾工业电解饱和食盐水，写出化学方程式。
实验1重温电解饱和食盐水，初探电解原理
【学生实验】如图2，2B铅笔芯分别固定在9V电池正负极上，表面皿中的pH试纸用饱和NaCl溶液润湿，电解，观察现象。
【宏观现象】见图3，阳极有气泡产生，pH试纸迅速变红中间少许变白;阴极有气泡产生，pH试纸变蓝。
【微观探析】从离子迁移的角度及电解产物分析解释原因。
【符号表征】阳极电极反应式之一：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应式：H2O 2e-=H2↑ 2OH-
實验2电解CuCl2溶液，再识电解本质
【问题情境】cuCl2溶液中有哪些离子？通电后离子的移动方向？预测两极可能有哪些产物？如何验证生成的产物？
小组讨论后提出猜想，根据实验器材设计方案，验证猜想。
【实验方案】如图4，表面皿中的滤纸用CuCl2溶液润湿，接有2B铅笔芯的9V电池电解CuCl2溶液，阳极附近用湿润的淀粉-KI试纸检验生成的气体，观察现象。
【宏观现象】见图5，阳极有气泡产生，湿润的淀粉-KI试纸变蓝;阴极有紫红色物质析出。
【微观探析】湿润的淀粉-KI试纸变蓝说明Cl-放电生成Cl2;紫红色物质是Cu2 放电生成的Cu。
【符号表征】阳极电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极电极反应式：Cu2 2e-=Cu
引导学生结合实验1、2总结：阳离子氧化性大小：Cu2