視頻簡介：
視頻標簽：全國高中化學,教學說課視頻
所屬欄目：高中化學說課視頻
視頻課題：第五屆全國高中化學實驗教學說課視頻《電解飽和食鹽水的實驗改進》-湖南
教學設計、課堂實錄及教案：第五屆全國高中化學實驗教學說課視頻《電解飽和食鹽水的實驗改進》-湖南省長沙市第一中學高中化學
電解飽和食鹽水的實驗改進
長沙市第一中學 張亞文
一、使用教材
1、教學內容所屬模塊：選修4《化學反應原理》
2、年級：高中二年級
3、所用教材：人教版
4、所屬章節：第四章第三節
二、實驗器材
每小組的實驗儀器和試劑：具支U形管，石墨電極、普通的鐵電極，學生電源，注射器，酒精燈，帶有橡膠管的導管，帶雙頭鱷魚夾的紅黑導線2根，淀粉碘化鉀溶液，淀粉碘化鉀試紙，火柴，燒杯，酚酞、飽和食鹽水
自制教具：自制的改進創新裝置、陽離子交換膜
三、實驗改進與創新點
1. 實驗設計原則“人無我有,人有我精”，化學組根據實驗要求創新了電解飽和食鹽水裝置，用透明容器、活性、惰性電極、陽離子選擇膜直觀展示了電解放出氫氣、氯氣、生成氫氧化鈉的過程。既避免產生氫氣與氯氣混合，又防止氯氣與氫氧化鈉反應，同時防止尾氣污染環境。該裝置利用了陽離子交換膜，通過酚酞檢驗兩極產物可以很直觀的體現該膜的作用，便于學生理解。裝置輕巧、操作簡單。裝置避免了傳統電解飽和食鹽水的復雜裝置，也可以不用學生電源，利用電池也可以進行電解。
2. 氣體純凈，且實驗過程無污染。整個實驗過程都是在密閉的環境中進行，兩個氣孔被膠帽堵住，氣體不會溢出，且膠帽還便于后續檢驗過程中注射器直接插入吸取氣體。
3. 實驗現象明顯，趣味性強。在電解過程中的氣泡非常多，便于教師引導學生觀察，思考氣體是什么，激發學生興趣。由于裝置的透明的，可視性非常好，在兩極產物檢驗的過程中，氯氣使淀粉碘化鉀溶液變色、氫氣的點燃都非常明顯、最后酚酞檢驗溶液的酸堿性可以將本次實驗推向高潮，學生會驚訝為什么紅色不會擴散到另一邊。
4. 本裝置還適合其他電解實驗的使用。
四、實驗改進設計的出發點
氯堿工業是教材詳細介紹的化學工業之一，電解飽和食鹽水是氯堿工業中的重要反應,也是高中化學課堂中一個非常重要的實驗。不同版本教材中對于電解飽和食鹽水實驗的呈現也有不同，見表1。
表1 三種版本教材電解飽和食鹽水實驗對比
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序號 |
版本 |
模塊 |
所處位置 |
圖示 |
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1 |
人教版 |
選修四：化學反應原理 |
第四章《電化學基礎》第3節電解池 |
無相關實驗圖、無原理圖，僅有“圖4-10氯堿車間” |
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2 |
蘇教版 |
選修：化學反應原理 |
專題1 《化學反應與能量變化》第二單元化學能與電能的轉化 |
無相關實驗圖、有“圖1-22氯堿車間”和“圖1-23 離子交換膜電解槽示意圖” |
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3 |
魯科版 |
選修：化學反應原理 |
第一章《化學反應與能量變化》第2節電解 |
“圖1-2-4實驗室電解食鹽水裝置圖”、“圖1-2-5 工業電解食鹽水的設備”、“圖1-2-6離子膜法電解食鹽水的原理示意圖” |
電解飽和食鹽水的實驗主要涉及兩極產物的檢驗以及氯氣的處理，在人教版和蘇教版教材中既沒有該實驗的圖示，也沒有安排實驗，在教學過程中教師通常會按照魯科版教材所示裝置進行實驗，即利用帶有支管的U型管。其不足之處在于：（1）該裝置與氯堿工業的實際生產裝置有一定的距離，在氯堿工業中所用的陽離子交換膜在教學實驗中難以實現；（2）利用 U 型管進行實驗時，離子在陰陽兩極遷移的距離過長，導致整個電路的電阻較大，實驗時收集氣體所需的時間較長，同時氯氣逸出會造成空氣污染，不利于在課堂進行演示；（3）由于U 型管帶有支管，導致浸入溶液中的電極太短，接觸面積小，不利于氣體的產生。
五、實驗教學目標
知識與技能：
1、理解電解原理，初步掌握一般電解反應產物的判斷方法
2、了解氯堿工業——電解飽和食鹽水
3、掌握電解電極方程式和總方程式的書寫。
過程與方法：
1、通過過已學電解原理相關知識來思考電解飽和食鹽水實驗，探究分析工作原理。
2、通過電解飽和食鹽水實驗的裝置逐步改進，學生小組猜想討論、實驗驗證、實驗匯報、師生總結的方法，增強對電解池工作原理的了解，讓學生感受電能轉化為化學能的科學事實。
情感態度價值觀：
1、通過對電解飽和食鹽水實驗的改進與創新，體驗“科學猜想—實驗驗證—歸納總結—形成理論”的研究過程。知道電解原理的應用的廣泛性，實用性，高效性。增強學生的環境保護意識，感受化學世界的奇妙與和諧。
2、通過實驗探究，培養學生善于觀察，勤于思考的科學態度，增強理論聯系實際的能力，并將化學知識積極應用于生活的意識。
3、學習科學探究、合作學習的基本方法，提高科學探究與團隊合作的能力。
六、實驗教學內容
本節課是學習電解原理的相關基本知識后的有關原理應用的拓展探究以及實驗的改進，氯堿工業是生產生活重要的工業過程，其產品也是無處不在�；诖耍瑥穆葔A化工廠的實際機器場景引入，利用自制實驗用品，逐步引導學生學會科學探究、改進創新，并通過此過程來培養學生的環境保護與綠色化學意識。
七、實驗教學過程
環節1 舊知回顧：展示氯堿化工廠和生活中由氯堿工業產物制造的產品圖片；復習電解原理、陰陽離子的放電順序；學生書寫電極反應式、總反應方程式。
環節2 實驗探究：通過對教材的書本知識維度提取到實際可觸摸感知的實物維度，通過提出問題，引導學生小組討論給出實驗改進方案，再進行對應方案的實驗，層層遞進深入，問題環環相扣，從而逐步的向最終電解飽和食鹽水的改進裝置設計意圖靠攏，并且通過改進裝置的真實實驗來進一步讓學生感受創新的快樂與思維進階的喜悅。
環節3 探究總結：從探究實驗的的角度和思維提升的維度來總結本節課的實驗改進、探究創新。
八、實驗效果評價
1.
在探究實驗中發展能力
①解決問題能力：通過提出問題，引導學生小組積極思考，培養學生提煉信息和對信息進行分析、整合的能力；通過組內討論做出假設，設計實驗方案，最終分析本質、解決問題。
②實驗操作能力：從環節1到環節3，需要學生具備較高實驗探究能力，需要較縝密的思維來分析考慮復雜問題，實驗用到的儀器越來越多，操作步驟更多，創新空間也更大。
2.基于化學學科核心素養下的教師主導、學生主體
3個環節的實驗探究都是由教師從問題意識引導學生去探究，都從不同的角度體現了宏觀與微觀探析，變化與平衡思想，證據推理與模型認知，科學探究與創新意識，科學精神與社會責任等五個大的化學學科的核心素養，以學生為主體的形式落實到課堂的每一個環節。
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