比較電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力的實驗教學反思
比較電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力的實驗(簡稱導(dǎo)電性實驗,下同),在高一教材(教材P14)中引入,高二教材(教材P58)再次提及,還將在高三教材(教材P84)繼續(xù)探討。所以在這里系統(tǒng)的闡述一下,以期發(fā)揮它的功能性作用,用于對學科主干知識和思想方法的盤點。
【實驗1-1】按圖(見人教版教材)把儀器連接好。
然后把相同條件下的鹽酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水分別倒入五個燒杯中,接通電源。觀察燈泡發(fā)光的明亮程度。
實驗結(jié)果表明:
連接插入CH3COOH溶液和氨水的電極上的燈泡比其他三個燈泡暗?梢娝鼈冊谕瑯訔l件下的導(dǎo)電能力是不相同的。HCl、NaOH和NaCl溶液的導(dǎo)電能力比CH3COOH溶液和氨水強。
反思:
1、除電解質(zhì)溶液不同以外,其他條件(特別是濃度、離子電荷數(shù))應(yīng)該相同,這是對照實驗的“單一變量”原則所要求的,只有這樣,才能盡可能地避免無關(guān)變量的干擾。這種方法在設(shè)計實驗中至關(guān)重要;
2、燈泡的明暗程度與離子濃度緊密相關(guān)。比較物質(zhì)的量濃度相同的溶液,強電解質(zhì)因其完全電離,參與導(dǎo)電的離子濃度大,燈泡較亮,而弱電解質(zhì)只是部分電離,參與導(dǎo)電的離子濃度小,燈泡相對較暗。于是不難解釋“在溶液導(dǎo)電性的實驗裝置中注入濃CH3COOH溶液時,燈光很暗,如果改用濃NH3·H2O溶液,結(jié)果是相似的。但如果將上述兩種溶液混合起來實驗時,燈光卻十分明亮”的現(xiàn)象
3、“用導(dǎo)電性實驗證明弱電解質(zhì)的電離平衡是客觀存在的”的方法不恰當。《教師教學用書》對高三這道習題的`參考答案是這樣的:在500mL或1000mL的燒杯中,加入少量的冰醋酸,剛好使電極浸沒為止,用電極導(dǎo)線連接電流表、接通電源,觀察電流表指針擺動的情況。然后用蒸餾水逐滴地進行稀釋,邊加蒸餾水邊振蕩或用玻璃棒攪動。在稀釋前指針不動,隨著稀釋電流表指針擺動越來越大。如果不斷稀釋,電流表指針擺動又會逐漸減少。
由此,就證明弱電解質(zhì)的電離平衡是客觀存在的。中學教材中是根據(jù)電解質(zhì)在水溶液中電離能力的大小,把電解質(zhì)分為強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的。純醋酸、甚至包括水的醋酸溶液(即濃醋酸)都不應(yīng)該列入研究范圍。若用固態(tài)氯化鈣、或固態(tài)氯化鎂代替醋酸來做這樣的實驗,也可以達到這樣的效果。而且實驗的結(jié)果只能證明醋酸(弱電解質(zhì))電離的存在,并不能證明醋酸(弱電解質(zhì))電離平衡的存在。
在溫度不變時,加水稀釋過程中,醋酸溶液會發(fā)生平衡移動,但導(dǎo)電性實驗表現(xiàn)不出來。若用滴加水稀釋氯化鈉溶液來做這樣的實驗,電流表指針擺動也會越來越小,事實上氯化鈉(強電解質(zhì))溶液中氯化鈉是完全電離的,不存在電離平衡。
這樣的實驗結(jié)果,能證明稀釋醋酸時各種離子濃度發(fā)生了變化,但證明不了濃度的變化是否符合勒夏特列原理。 作者 湖南寧鄉(xiāng)縣第一高級中學 喻建軍 此文發(fā)表在素質(zhì)教育報化學?處煱娴7期總第7期
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