基于化学史的“电离”概念教学

摘 要：在化学重要概念“电离”的教学中，引入电离这个概念的化学史，使学生能够从化学家们为之探索的批判精神，以及电离概念的前世今生，促进知识更好地生长。

关键词：化学史；概念；电离；概念教学

化学史教育是指在化学教学中根据具体情况适当地穿插化学史进行的一种教学活动。化学史是人们长期以来应用化学知识认识世界、改造世界的重要反映。

“电离”安排在蘇教版必修1专题1出现，这部分内容要求学生有一定的抽象思维能力和想象能力。初中课本上已经出现了“电离”术语，如果按照高一课本的呈现方式，直接告诉学生概念。没有体现概念学习的形成过程，也没有概念的获得，作为概念学习的主体无法进行概念的主动建构，只能死记硬背。

[设计思路]

[化学史引入]1833年，法拉第运用“伏打电池”研究电流产生的化学效应，在研究溶液的导电性时发现了很多重要现象：例如在寒冬季节，当电极上结了一层冰墨时，电流就停止了，表明水是非导体；某些物质，比如PbCl2，在固体时是不导电的，在熔融状态下则是导体；在伏打电池中，以Cu-Pt或Fe-Pt为极板时，极板间不一定必须有水，当把它们浸入熔融的KNO3、Na2SO4、PbCl2、BiCl3中时同样可以产生电流。1834年，法拉第提出：“只有在通电的条件下，电解质才会分解为带电的离子。”他把这个过程叫“电离”。

阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性时发现，气态的氨是根本不导电的，但氨的水溶液却能导电，而且溶液越稀导电性越好。

“浓溶液和稀溶液之间的差别是什么？”“纯净的水不导电，纯净的固体食盐也不导电，把食盐溶解到水里，盐水就导电了。水在这里起了什么作用？”“是不是食盐（化学名称是氯化钠）溶解在水里就电离成为氯离子和钠离子了呢？”这是一个非常大胆的设想。

在1884年，他提出：当盐溶解在水中时，便自动地、部分地离解为构成组分的正离子和负离子，而不是像法拉第等认为的只有在电流通过的时刻才发生离解。他这种见解的论证依据是一些实验事实：电解质较之不能导电的有机物质能导致溶液具有更高的凝固点降低值、沸点升高值及渗透压等。

【学生活动】在多维度认识“电离”的基础上，请学生根据自己的理解表述“电离”的概念。

【教师演示实验】熔融KNO3导电。

【学生分组实验】化学药品：NaCl固体、蒸馏水。仪器：小灯泡、电池、开关、导线、碳棒若干、小烧杯。

操作：1. 如图组装好仪器。2. 往烧杯中加入适量NaCl固体直至覆盖碳棒。3. 合上开关，观察小灯泡是否变亮。4. 往烧杯中缓慢加入蒸馏水，观察小灯泡。

【师】宏观上灯泡变亮，说明了什么问题？

【生】溶液中，产生了自由移动的离子。

【师】这些自由移动的离子是怎样产生的？根据自己的理解画出微观过程。

【师】请你根据自己的理解，用自己的语言定义“电离”。

【生】在水溶液或熔融状态下，电解质离解成自由移动的离子的过程。或：在水溶液或熔融状态下，产生自由移动的离子的过程。

[说明]高一课本提出“电离”概念的目的是引出“电解质”“非电解质”“电离方程式”，以及为后续学习溶液中的离子反应做铺垫。现在，理解了“电离”的本质，其他的相关概念是水到渠成。同时，继续运用宏观的直观现象和微观模型的联系，认识非电解质在溶液中的微粒存在状态。这样从“电离”到电解质、非电解质、电离方程式一系列概念都被串成了一个思维框架，也在原先“电离”的概念上进一步认识。

【师】是不是所有物质都能电离？

【生】不是，在阿累尼乌斯的材料中，氨气不导电……

【学生分组实验】把刚才装置的小烧杯换掉，药品分别换成蔗糖、酒精、盐酸、NaOH，重新实验。

【学生分组交流现象】小灯泡亮的：盐酸、NaOH、NaCl、KNO3。小灯泡没亮：蔗糖、酒精。

【师】我们以蔗糖为例，从微观模型来认识蔗糖溶液中的微粒形态。

【师】根据你的理解，谈谈法拉第概念中的“电解质”。

【生】在水溶液或熔融状态下，能离解成自由移动离子的物质（微观）。或：在水溶液或熔融状态下，导电的物质（宏观）。

【师】1. 物质的分类告诉我们，物质纯净物分为单质和化合物，单质能不能离解？所以，我们如何完善这个概念？2. 同理，如何定义“非电解质”？3. 电解质、非电解质通常包括哪些物质？

【生】1. 电解质：在水溶液或熔融状态下，能离解成自由移动离子的化合物（微观）。

或：在水溶液或熔融状态下，导电的化合物（宏观）。

2. 非电解质：在水溶液和熔融状态下，都不能离解成自由移动离子（以分子的形态存在）的化合物（微观）。

或：在水溶液和熔融状态下，都不导电的化合物（宏观）。

3. 电解质：酸、碱、盐；非电解质：氨气、有机物。

【师】如何用适当的化学用语表示NaCl、HCl、NaOH电解质的电离过程？

【生】NaClNa++Cl-……（电离方程式）

【师】有了电离概念为基础，你能不能从理论上推导硫酸、硝酸在溶液中的微粒存在，用电离方程式表示？KOH、Ba（OH）2？KCl、KNO3？

【生】略

【师】通过今天的学习，从电离角度，你怎样认识酸、碱、盐？

【生】酸：在水溶液中，电离出的阳离子全是氢离子。

碱：在水溶液中，电离出的阴离子全是氢氧根离子。

盐：在水溶液中，电离出的阳离子是金属阳离子（或NH+4），阴离子是酸根离子。

作者简介：

卞海燕，江苏省常州市，溧阳市光华高级中学。endprint