一节简易实验课带给大家的思考
江南学堂的科学课秉承两个超越:“超越学科,超越考试”, 课堂融合科学史讲解、乡土乡情的考察,考点考题的提炼,更注重实验能力,思考能力、动手能力的启发与培养。
下面重点讲讲我们江南学堂的实验课。首先我们江南学堂的实验器材与药品基本都来源于我们日常生活中能见到、能买到、能改造的实验用品和生活用品,甚至包括厨房里面的油盐酱醋。为何不大量的购买专业的器材、药品?主要是由于一些药品的购买限制太多;另一个重要的原因是,来源于生活的实验,一方面可以让我们的脑洞大开,增强理论与实践的融合;另一方面可以让我们的实验更新颖,也可以让我们的实验有更加多的随机变量产生,更能引导同学的深入思考,培养良好的科学思维。
上个礼拜的课堂上与同学们一起完成了简易的电解水实验,我们就有很多启发。
首先教科书上一般是这样的:
而我们是这样的:
我们的实验创设原理:
1、 提供直流电:干电池
2、 增强水的导电性:家用食盐(NaCl)
3、 需要导电电极:铜线(Cu)
在实验过程中我们发现,在负极我们的确看到气泡逐步的在释放,但是正极我们一直看不到有泡泡产生,而且随着实验的推进,我们发现正极的铜线变黑了,这是为什么呢?
正极泡泡没有产生,而且铜线变黑了,实验现场我们同学就一直在纳闷,我也把问题留给大家,让大家回去查资料继续思考,希望能借此培养下同学们的钻研精神,思考能力。
简易实验的导入,大家一下子兴致勃勃,并沉入了思考当中。
下面简单的介绍下“正极泡泡未出现,正极铜线却变黑”的原理。
一、自来水中加入食盐(主要成分氯化钠)的原因:氯化钠是性质非常稳定的盐,缘于钠是还原性特别强的金属,氯气是氧化性非常强的非金属,两者分别通过失、得电子相互结合,生成性质稳定的强酸强碱盐。结合成为盐的钠离子氧化性(即得电子能力)不及由水电离出的氢离子,氯离子的还原性(即失电子能力)不及由水电离出的氢氧根离子。因此,电解水时加入氯化钠,不仅不会阻碍水的电离,相反,因为强酸强碱盐在水中可电离出大量可以自由活动的离子,增强了溶液的导电性,将更有助于水的电离。
二、正极泡泡未出现,正极铜线却变黑:鉴于我们目前学科知识的储备,大家一般都会怀疑,由于电解水时我们是用干电池提供电源的,实验时间较短,而一份的水产生的氢气的体积是氧气体积的2倍,而氧气的溶解性又远远高于氢气,所以我们看到负极氢气在源源不断的冒出来,而正极纹丝不动。同学们能想到这点非常好,至少我们有了自己的科学猜想,但真实的原因不是这样的哦。
这就要牵扯到高中的化学知识了,牵扯到氧化性还原性强弱的问题了,氧化还原性就是物质得失电子的性质,他们的强弱也就是得失电子能力的强弱。反应的顺序是氧化性强的物质先得到电子,还原性强的物质先失去电子。
下面我简单介绍下,希望给大家超越下我们目前的知识,体会下化学的精彩。
由于放入了食盐,那么水中存在四种离子,阳离子有钠离子(Na+)和氢离子(H+),阴离子有氯离子(Cl-)和氢氧根离子(OH-)。而Cu比氢氧根离子更容易失去电子,所以在正极氢氧根中的负二价的氧就失去了提供电子的机会,正极也就不会出现氧气,也就不会出现泡泡了。Cu放电变成铜离子,与溶液中的氯离子生产氯化铜,随着实验时间的推进,溶液会呈蓝色(同学们可以在家试试看哦),同时单质铜被氧化,生成氧化铜(CuO),就是我们看到的铜线变黑了。
上面简单的解释,同学们Get到了吗?希望能有所启发。同学们可以在家里试试如果把铜线换成我们的铅笔芯(主要成分石墨)会怎样?
上礼拜的课上有同学把我带来的醋和酒精混在了一起,问我会不会发生反应,我当时反问同学“大家有没有听说酒是陈的香呢”,不知道回去后你有没有思考呢。
我希望我们的同学每周都能带着生活中的科学问题来课堂,让我们的学习结合生活,让我们的生活又融入浓浓的科学!
学习,做一个精神明亮的人