李顺利
【摘 要】电解质与非电解质概念看似简单,但在学以致用中却让很多学生头疼;结合教学内容设置及课堂教学操作中的问题,提出改进教学的建议。
【关键词】高中化学 电解质 非电解质 自由移动 离子
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2014.12.148
高中化学中“电解质”这一考点在高中课程中占据重要位置;目前,绝大多数学生反映电解质概念难记、易混。为了提升教学质量,教师在教学过程中都会融入一些相关高考题来进行讲解,加大了学生理解的难度,使部分学生电解质相关概念的学习又增添了难度;除此之外,传统“一言堂”的教学方式仍然存在于电解质相关概念的教学中。虽然教师明白其弊端,但是教学中,由于种种因素的限制,教师仍然选择此教学方法。
电解质相关概念较为抽象,它不是宏观事物,而是微观事物,采用传统教学方式只能让学生死记硬背,无法深刻理解。因此很多教师在教学中为了让学生理解电解质不那么枯燥抽象,结合书中电解质的定义,用导电性实验引出电解质与非电解质的概念,并用导电性实验的结果来判断电解质与非电解质,这使得“电解质和非电解质”与能否导电”混为一谈;加之,教材上电解质的定义为“在水溶液或熔融状态下电离而导电的化合物”。有的人素有望文生义的潜质,这种固有的特质有时甚至会导致顽固的思维定势,像“物质的量”很容易理解为:“物质”的“量”,物质的质量等。与电解质、非电解质相关的概念中,还有“导电”“电离”、“通电”“电解”等,都少不了一个“电”字,因此学生在没有理解相互关系时很容易将这些概念混淆或等同起来。
初学电解质部分,许多同学易得出错误的结论:“电解质溶液通电后生成自由移动的离子”、“某物质的水溶液能导电,该物质一定是电解质”。为什么每届学生在学电解质时,大部分学生都会不约而同的得出这样些错误的结论呢?如何帮助学生真正建立起电解质、非电解质的概念?又如何在教学中减少学生混乱的认知呢?
一、重新确立电解质定义
电解质与非电解质的本质区别是能否电离,所以有人就直接用电离来定义电解质与非电解质:能电离的化合物叫作电解质,不能电离的化合物叫作非电解质。这样,电解质、非电解质的定义简洁了,也突出了本质特征。突出事物的本质特征是好事。人们常说透过现象看本质,抓住本质就是抓住了事物的根本所在,万变不离其宗。但这样定义电解质和非电解质给学生们的是除了抽象还是抽象。学生们又会纠结于什么是电离?我们怎么知道它电不电离?加之,电离的概念在字面上会与导电产生无形的联系,甚至有学生会认为电离的条件是通电,通电后电解质才能电离出离子。更有甚者以为通电后物质才会出现熔融状态。在有些大学的无机化学或分析化学教材中已将“电离”改为“解离”或“离解”。汉语词典对“离解”的解释为:离子、原子、原子团或较简单的分子,如盐酸分解成氢离子和氯离子。碳酸氢钠分解成碳酸钠、水、二氧化碳。一般认为:解离是指化合物或分子溶剂中释放出离子的过程。由此可见,“离解”比起我们现有的“电离”有更宽泛的范畴,而“解离”与“电离”在意义上基本相当,“电离”或“解离”可以看成是一种特殊的“离解”(离子化的离解,或分解成离子)。若用“解离”来定义电解质与非电解质就有:能解离的化合物叫电解质,不能解离的化合物叫非电解质。这样在一定程度上避免学生把“电离”和通电联系在一起。在此基础上认识解离的条件:溶于水(酸、碱、盐)或熔化状态(碱和盐)。解离的过程:产生能自由移动的离子,当外加电场(通电)的条件下自由离子发生定向移动而形成电流,导电,这样就理清了相关概念之间的关系。结合书上的定义和前面的分析,把电解质定义改为:“在水溶液中或熔化状态下自身解离出自由移动的离子而导电的化合物”且不是更好,把电解质的本质和性质特征都揉进定义。同时也避免了某物质的水溶能导电该物质一定是电解质的误区。
二、重新定位导电性实验
中学化学教材将导电性实验默认为讲解电解质的法宝,字里行间透露的是“能否导电”,导电与否成了“电解质与非电解质的唯一判据。而事实上,导电与否只是一个引子,引人思考溶液中是否存在自由移动的带电微粒,是一个激起认知冲突的情景因素。基于此,借助多媒体手段使解离具体化、形象化。在做实验时,最好做这样一组对照实验,低电压下蒸馏水不导电,高电压下蒸馏水能导电,讲清楚缘由后。再在低压下蒸馏水不导电的实验中补充一个实验步骤,加入一种电解质(如NaCl),灯泡亮了,说明氯化钠自身在水分子作用下先解离出了钠离子和氯离子,通电后自由移动的钠离子、氯离子在电场的作用下定向移动而形成电流,体现为氯化钠溶液能导电。排除“蒸馏水不能导电”错误观点,同时顺便讲到水是电解质,也能自身解离出H+和OH-,只是当电压低时,体现为几乎不导电。讲到这要点明电解质在没有通入电流之前,离子的运动是杂乱无章的。在通入电流后,离子作定向的运动。
三、列举与以下知识点相关的具体事例进行巩固训练
1.在受水分子作用或受热熔化时,化合物本身直接解离出自由移动离子的化合物,才是电解质。
2.电解质导电是有条件的,即在水溶液里或熔化状态下。离子化合物一般在这两个条件下能导电,属于共价化合物的电解质只能在水溶液里导电。能够导电的不一定是电解质,例:氯化银和硫酸钡的水溶液都不导电,所以它们都不是电解质吗?答:氯化银和硫酸钡的水溶液都不导电,是因为它们在水中的溶解度太小。然而溶解在水中的那部分是可以解离出离子的。电解质关键是看在一定条件下能否解离出阴、阳离子,导电只是一种判断的方法。如果设法让它们变成熔化状态,氯化银和硫酸钡是可以导电的,因而它们是电解质。
3.电解质与电解质溶液要区分开,电解质是纯净物,电解质溶液是混合物。
4.电解质和导电没有必然联系,固体的电解质不导电是因为没有解离出自由移动的离子。电解质溶液的导电能力受电解质溶液中离子浓度影响,离子浓度越大导电能力越强。离子浓度的大小受电解质的强弱和溶液浓度等决定,所以强电解质的水溶液导电能力不一定强。
随着课程改革的不断深入,中学化学教学的策略和方法,必将伴随着学科特有的实践性和实验性,在课堂上传递着知识能量和应用价值。
参考文献
[1]何自航.高中化学教科书实验难度的国际比较[D].华东师范大学,2012.
[2]许海峰.高中化学中的电解质.中学生数理化,2004,(11).
[3]王瑾丽.反思性教学理念在课堂教学中的应用[J].教育理论与实践.2011(27).