李順利
【摘 要】電解質(zhì)與非電解質(zhì)概念看似簡單,但在學(xué)以致用中卻讓很多學(xué)生頭疼;結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及課堂教學(xué)操作中的問題,提出改進教學(xué)的建議。
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 電解質(zhì) 非電解質(zhì) 自由移動 離子
中圖分類號:G4 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2014.12.148
高中化學(xué)中“電解質(zhì)”這一考點在高中課程中占據(jù)重要位置;目前,絕大多數(shù)學(xué)生反映電解質(zhì)概念難記、易混。為了提升教學(xué)質(zhì)量,教師在教學(xué)過程中都會融入一些相關(guān)高考題來進行講解,加大了學(xué)生理解的難度,使部分學(xué)生電解質(zhì)相關(guān)概念的學(xué)習(xí)又增添了難度;除此之外,傳統(tǒng)“一言堂”的教學(xué)方式仍然存在于電解質(zhì)相關(guān)概念的教學(xué)中。雖然教師明白其弊端,但是教學(xué)中,由于種種因素的限制,教師仍然選擇此教學(xué)方法。
電解質(zhì)相關(guān)概念較為抽象,它不是宏觀事物,而是微觀事物,采用傳統(tǒng)教學(xué)方式只能讓學(xué)生死記硬背,無法深刻理解。因此很多教師在教學(xué)中為了讓學(xué)生理解電解質(zhì)不那么枯燥抽象,結(jié)合書中電解質(zhì)的定義,用導(dǎo)電性實驗引出電解質(zhì)與非電解質(zhì)的概念,并用導(dǎo)電性實驗的結(jié)果來判斷電解質(zhì)與非電解質(zhì),這使得“電解質(zhì)和非電解質(zhì)”與能否導(dǎo)電”混為一談;加之,教材上電解質(zhì)的定義為“在水溶液或熔融狀態(tài)下電離而導(dǎo)電的化合物”。有的人素有望文生義的潛質(zhì),這種固有的特質(zhì)有時甚至?xí)?dǎo)致頑固的思維定勢,像“物質(zhì)的量”很容易理解為:“物質(zhì)”的“量”,物質(zhì)的質(zhì)量等。與電解質(zhì)、非電解質(zhì)相關(guān)的概念中,還有“導(dǎo)電”“電離”、“通電”“電解”等,都少不了一個“電”字,因此學(xué)生在沒有理解相互關(guān)系時很容易將這些概念混淆或等同起來。
初學(xué)電解質(zhì)部分,許多同學(xué)易得出錯誤的結(jié)論:“電解質(zhì)溶液通電后生成自由移動的離子”、“某物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電,該物質(zhì)一定是電解質(zhì)”。為什么每屆學(xué)生在學(xué)電解質(zhì)時,大部分學(xué)生都會不約而同的得出這樣些錯誤的結(jié)論呢?如何幫助學(xué)生真正建立起電解質(zhì)、非電解質(zhì)的概念?又如何在教學(xué)中減少學(xué)生混亂的認知呢?
一、重新確立電解質(zhì)定義
電解質(zhì)與非電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別是能否電離,所以有人就直接用電離來定義電解質(zhì)與非電解質(zhì):能電離的化合物叫作電解質(zhì),不能電離的化合物叫作非電解質(zhì)。這樣,電解質(zhì)、非電解質(zhì)的定義簡潔了,也突出了本質(zhì)特征。突出事物的本質(zhì)特征是好事。人們常說透過現(xiàn)象看本質(zhì),抓住本質(zhì)就是抓住了事物的根本所在,萬變不離其宗。但這樣定義電解質(zhì)和非電解質(zhì)給學(xué)生們的是除了抽象還是抽象。學(xué)生們又會糾結(jié)于什么是電離?我們怎么知道它電不電離?加之,電離的概念在字面上會與導(dǎo)電產(chǎn)生無形的聯(lián)系,甚至有學(xué)生會認為電離的條件是通電,通電后電解質(zhì)才能電離出離子。更有甚者以為通電后物質(zhì)才會出現(xiàn)熔融狀態(tài)。在有些大學(xué)的無機化學(xué)或分析化學(xué)教材中已將“電離”改為“解離”或“離解”。漢語詞典對“離解”的解釋為:離子、原子、原子團或較簡單的分子,如鹽酸分解成氫離子和氯離子。碳酸氫鈉分解成碳酸鈉、水、二氧化碳。一般認為:解離是指化合物或分子溶劑中釋放出離子的過程。由此可見,“離解”比起我們現(xiàn)有的“電離”有更寬泛的范疇,而“解離”與“電離”在意義上基本相當(dāng),“電離”或“解離”可以看成是一種特殊的“離解”(離子化的離解,或分解成離子)。若用“解離”來定義電解質(zhì)與非電解質(zhì)就有:能解離的化合物叫電解質(zhì),不能解離的化合物叫非電解質(zhì)。這樣在一定程度上避免學(xué)生把“電離”和通電聯(lián)系在一起。在此基礎(chǔ)上認識解離的條件:溶于水(酸、堿、鹽)或熔化狀態(tài)(堿和鹽)。解離的過程:產(chǎn)生能自由移動的離子,當(dāng)外加電場(通電)的條件下自由離子發(fā)生定向移動而形成電流,導(dǎo)電,這樣就理清了相關(guān)概念之間的關(guān)系。結(jié)合書上的定義和前面的分析,把電解質(zhì)定義改為:“在水溶液中或熔化狀態(tài)下自身解離出自由移動的離子而導(dǎo)電的化合物”且不是更好,把電解質(zhì)的本質(zhì)和性質(zhì)特征都揉進定義。同時也避免了某物質(zhì)的水溶能導(dǎo)電該物質(zhì)一定是電解質(zhì)的誤區(qū)。
二、重新定位導(dǎo)電性實驗
中學(xué)化學(xué)教材將導(dǎo)電性實驗?zāi)J為講解電解質(zhì)的法寶,字里行間透露的是“能否導(dǎo)電”,導(dǎo)電與否成了“電解質(zhì)與非電解質(zhì)的唯一判據(jù)。而事實上,導(dǎo)電與否只是一個引子,引人思考溶液中是否存在自由移動的帶電微粒,是一個激起認知沖突的情景因素。基于此,借助多媒體手段使解離具體化、形象化。在做實驗時,最好做這樣一組對照實驗,低電壓下蒸餾水不導(dǎo)電,高電壓下蒸餾水能導(dǎo)電,講清楚緣由后。再在低壓下蒸餾水不導(dǎo)電的實驗中補充一個實驗步驟,加入一種電解質(zhì)(如NaCl),燈泡亮了,說明氯化鈉自身在水分子作用下先解離出了鈉離子和氯離子,通電后自由移動的鈉離子、氯離子在電場的作用下定向移動而形成電流,體現(xiàn)為氯化鈉溶液能導(dǎo)電。排除“蒸餾水不能導(dǎo)電”錯誤觀點,同時順便講到水是電解質(zhì),也能自身解離出H+和OH-,只是當(dāng)電壓低時,體現(xiàn)為幾乎不導(dǎo)電。講到這要點明電解質(zhì)在沒有通入電流之前,離子的運動是雜亂無章的。在通入電流后,離子作定向的運動。
三、列舉與以下知識點相關(guān)的具體事例進行鞏固訓(xùn)練
1.在受水分子作用或受熱熔化時,化合物本身直接解離出自由移動離子的化合物,才是電解質(zhì)。
2.電解質(zhì)導(dǎo)電是有條件的,即在水溶液里或熔化狀態(tài)下。離子化合物一般在這兩個條件下能導(dǎo)電,屬于共價化合物的電解質(zhì)只能在水溶液里導(dǎo)電。能夠?qū)щ姷牟灰欢ㄊ请娊赓|(zhì),例:氯化銀和硫酸鋇的水溶液都不導(dǎo)電,所以它們都不是電解質(zhì)嗎?答:氯化銀和硫酸鋇的水溶液都不導(dǎo)電,是因為它們在水中的溶解度太小。然而溶解在水中的那部分是可以解離出離子的。電解質(zhì)關(guān)鍵是看在一定條件下能否解離出陰、陽離子,導(dǎo)電只是一種判斷的方法。如果設(shè)法讓它們變成熔化狀態(tài),氯化銀和硫酸鋇是可以導(dǎo)電的,因而它們是電解質(zhì)。
3.電解質(zhì)與電解質(zhì)溶液要區(qū)分開,電解質(zhì)是純凈物,電解質(zhì)溶液是混合物。
4.電解質(zhì)和導(dǎo)電沒有必然聯(lián)系,固體的電解質(zhì)不導(dǎo)電是因為沒有解離出自由移動的離子。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力受電解質(zhì)溶液中離子濃度影響,離子濃度越大導(dǎo)電能力越強。離子濃度的大小受電解質(zhì)的強弱和溶液濃度等決定,所以強電解質(zhì)的水溶液導(dǎo)電能力不一定強。
隨著課程改革的不斷深入,中學(xué)化學(xué)教學(xué)的策略和方法,必將伴隨著學(xué)科特有的實踐性和實驗性,在課堂上傳遞著知識能量和應(yīng)用價值。
參考文獻
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