張保昌

【摘要】教材中介紹電解質(zhì)知識(shí)部分時(shí)是通過傳統(tǒng)的溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)來(lái)展示的，通過把電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成電解的裝置，借助燈泡的明暗程度來(lái)判斷化合物是電解質(zhì)還是非電解質(zhì)以及強(qiáng)電解質(zhì)還是弱電解質(zhì)。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷提高，運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率，改進(jìn)了教材中熔融電解質(zhì)導(dǎo)電圖片和用燈泡做溶液的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，根據(jù)電導(dǎo)率數(shù)據(jù)加以判斷某化合物是電解質(zhì)還是非電解質(zhì)以及電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱，通過教學(xué)實(shí)踐證明教學(xué)效果明顯。

【關(guān)鍵詞】電解質(zhì) 電導(dǎo)率 數(shù)學(xué)化實(shí)驗(yàn)

在學(xué)習(xí)物質(zhì)的分類過程中，學(xué)生在初中已觀察過強(qiáng)電解質(zhì)酸、堿、鹽的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，高中教材中定義電解質(zhì)概念時(shí)，只給出強(qiáng)電解質(zhì)融化導(dǎo)電的圖片和用燈泡明暗程度的教具展示，沒有涉及弱電解質(zhì)和非電解質(zhì)不導(dǎo)電的情況，不能通過實(shí)驗(yàn)在課堂上讓學(xué)生親身體驗(yàn)，學(xué)生腦海中沒有真正形成強(qiáng)弱電解質(zhì)概念，這在弱電解質(zhì)電離及離子反應(yīng)和離子反應(yīng)方程式學(xué)習(xí)時(shí)埋下了隱患，本實(shí)驗(yàn)解決了這個(gè)問題。

1電解質(zhì)和非電解質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

使用電導(dǎo)率傳感器測(cè)量相同濃度不同溶液的電導(dǎo)率，通過溶液的電導(dǎo)率大小判斷電解質(zhì)、非電解質(zhì)及電解質(zhì)的強(qiáng)弱。

1.2實(shí)驗(yàn)原理

電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力，是電阻率的倒數(shù)。將電導(dǎo)率傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)并記錄數(shù)值。在相同溫度和相同濃度的條件下，強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中完全電離，離子濃度大，電導(dǎo)率大；弱電解質(zhì)部分電離，離子濃度小，電導(dǎo)率小。

1.3實(shí)驗(yàn)儀器

數(shù)據(jù)采集器、電導(dǎo)率傳感器、計(jì)算機(jī)、6支50mL燒杯、1支200mL燒杯、濾紙。

1.4實(shí)驗(yàn)試劑

濃度均為0.05mol·L-1HCl、NaOH、NaCl、CH3COONa、CH3COOH和1%淀粉溶液、蒸餾水。

2實(shí)驗(yàn)過程

如圖連接數(shù)據(jù)采集器、電導(dǎo)率傳感器和計(jì)算機(jī)，點(diǎn)擊專用軟件中“電導(dǎo)率測(cè)量”，將7種試劑的化學(xué)式及0.05 mol·L-1濃度分別輸入表格中的物質(zhì)欄和濃度欄，按照表格中物質(zhì)的順序，依次向6支50mL燒杯中分別加入30mL溶液。點(diǎn)擊“開始實(shí)驗(yàn)”，將電導(dǎo)率傳感器電極浸入燒杯液面以下，待電導(dǎo)率示數(shù)穩(wěn)定后，點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”并記錄，依次測(cè)定另外6種溶液的電導(dǎo)率（換測(cè)另一種溶液時(shí)要淋洗電極并用濾紙吸干電極表面殘液），實(shí)驗(yàn)結(jié)束，將電導(dǎo)率傳感器和數(shù)據(jù)采集器拆下放回。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及體會(huì)

3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及體會(huì)：HCl、NaOH、NaCl、CH3COONa為強(qiáng)電解質(zhì)，CH3COOH和水為弱電解質(zhì)，淀粉為非電解質(zhì)?；衔锓譃殡娊赓|(zhì)和非電解質(zhì)，電解質(zhì)又分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)；強(qiáng)電解質(zhì)包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和絕大部分鹽；弱電解質(zhì)包括弱酸、弱堿、極少部分鹽和水。

3.2數(shù)據(jù)分析

在相同的溫度和相同濃度條件下，HCl、NaOH、NaCl、CH3COONa的電導(dǎo)率較大，屬于強(qiáng)電解質(zhì)；而CH3COOH和H2O的電導(dǎo)率較小，屬于弱電解質(zhì)；1%的淀粉溶液跟水的電導(dǎo)率相近，其導(dǎo)電性是由水電離貢獻(xiàn)的，淀粉的電導(dǎo)率為0，因此淀粉是非電解質(zhì)。

3.3教學(xué)體會(huì)

本實(shí)驗(yàn)與原電解質(zhì)溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)比較的優(yōu)點(diǎn)：一是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面選取水做對(duì)比實(shí)驗(yàn)更合理，得出淀粉是非電解質(zhì)的結(jié)論更準(zhǔn)確，解決了原實(shí)驗(yàn)通過乙醇水溶液導(dǎo)電情況用燈泡暗來(lái)證明乙醇是非電解質(zhì)這個(gè)不合理的設(shè)計(jì)問題，使設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案更加合理；二是通過學(xué)生記錄數(shù)據(jù)、觀察及數(shù)據(jù)分析，對(duì)化合物的分類有明晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)電解質(zhì)及其強(qiáng)弱有了更清晰的理解，有利于學(xué)生認(rèn)知過程的形成，科學(xué)合理地訓(xùn)練了學(xué)生的思維方式；三是數(shù)字化實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加形象直觀，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)了學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)力，展現(xiàn)了學(xué)生尋求創(chuàng)新思路解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。