对课本实验“用铜电极电解饱和食盐水”的质疑与改进，本文主要内容关键词为：电极论文,课本论文,食盐水论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、对课本实验的质疑
苏教版《实验化学》（2006年2月第1版）第70面至71面有一个拓展实验“用铜电极电解饱和食盐水”：如图1所示，试管里盛有约一半体积的饱和食盐水，剥开电话用的导线两端，露出一红一蓝两根塑料包裹的铜丝，导线的一端分叉后伸入饱和食盐水中，另一端分叉后跟2个1号或5号干电池的两极相连接。
图1 实验装置
我们按书上的装置进行了多次实验，通过细心观察实验现象以及查阅大量的相关资料，对该实验提出三点质疑：
1.对现象的描述存在明显的错误
教材对现象的描述如下：“电解开始后，与电池负极相连的铜丝（阴极）在液面下变暗……”；“电解开始约30s内，阴极附近的溶液略显白色浑浊……”
真实的实验现象是：“电解开始后，与电池正极相连的铜丝（阳极）在液面下变暗……”；“电解开始约30s内，阳极附近的溶液略显白色浑浊……”
2.对现象的解释存在明显的偏见
目前对该实验现象的解释众说纷纭，虽能自圆其说，但经不起推敲，既缺乏理论依据，又违背实验事实。
如有人针对课本中给出的实验现象作出以下解释：
3.用该装置进行实验存在明显的不足
该电解实验是在试管中进行的，阴阳两极没有隔开，且两根铜丝靠得很近，所以阴极产生的大量氢气对阳极反应起着“搅拌”作用，让人很难判断沉淀是在阴极生成还是在阳极生成，最后氢气把所有沉淀带到水面，在水面形成一层浮渣；大量的气泡本身不太透明，因源源不断地产生而富有动感，极大地干扰了对其他现象的观察。
二、对课本实验的改进
1.实验步骤
如图2所示，U形管中盛有饱和食盐水（液面接近管口2cm左右），将两根已用砂纸打磨过的铜棒约一半分别伸入U形管的左管和右管的液面以下，铜棒上端分别跟电压为3V的直流电源的两极相连接。
图2 实验装置
电解结束时，先切断电源，再将两根铜棒提出液面并依次用稀盐酸和水洗净，然后将U形管中的悬浊液静置一段时间后，取下层沉淀做性质实验，最后倒净U形管中的悬浊液并依次用稀盐酸和水洗净。
与书上的装置比较，该装置的优点是将阴阳两极分开，避免了阴极反应和阳极反应的相互干扰，可以观察到丰富多彩的实验现象。
2.实验现象
(1)电源接通后，阴极立即产生大量气泡；阳极开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗（与液面以上的铜棒表面比较）。
(2)电解5min后，阳极附近开始出现白色沉淀，并且白色沉淀越来越多，逐渐向阴极蔓延。
(3)10min后，最靠近阴极的白色沉淀开始变成红色。12min后，阳极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色。阴极一直有大量气泡产生。
(4)停止电解，将U形管中的悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，未出现蓝色，下层沉淀全部变成红色。
(5)取下层沉淀分装在四支试管里，滴入稀盐酸，沉淀溶解为无色溶液；滴入稀硝酸，沉淀溶解为蓝色溶液，同时有气泡产生；滴入稀硫酸沉淀溶解为蓝色溶液；滴入氨水，沉淀溶解为五色溶液，过一会儿，溶液又变成深蓝色。
3.现象解释
(2)为什么CuCl能转化为CuOH呢？
这种转化能否发生，主要与两种难溶物的溶度积的相对大小有关。对于同类型的难溶物，沉淀转化的方向是由溶度积大的转化为溶度积小的，而且溶度积相差越大，转化反应越完全。
三、几点感悟
1.不要迷信权威
现行教材中的实验并不是十全十美的。我们要鼓励学生善于发现问题，敢于质疑，大胆求证和改进，培养学生敢于怀疑的批判精神。发现或提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。
2.要克服思维定势
某些看似简单的实验实际上包含着错综复杂的反应。如果一开始就认为电极反应只不过是
而已，就不可能观察到更多细微而又不易被发现的现象，就会“视而不见、见而不思、思而不悟”。只有跳出已有的框框，才能获取新知，补充已知。
3.对微型实验的认识也要一分为二
图1属于微型实验，用的仪器微型化，用的试剂微量化，用的材料（如电话线、干电池等）生活化，但缺点是空间小，导致两极反应相互干扰；图2属于常规实验，虽然费料费时，但能清晰地观察到那些有趣的实验现象。
4.多开展一些切合学生实际的实验探究课
最能营造互动氛围的手段首推实验，《新课标》对实验技能提出了更高要求，通过实验手段来探究已摆在了首要位置。对实验中出现的所有问题进行探究，可以提高学生思维能力、创新意识和科学素养。