一、实验背景

　　《电解池》一节是《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(简称新课标)所规定的选择性必修课程的学习内容，也是高中《化学(选择性必修1)：化学反应原理》中《化学反应与电能》一章不可或缺的组成部分。新课标指出：教师应充分发挥实验案例的作用并鼓励学生积极参与分析、判断、推理等活动，帮助其系统、全面地认识电解池工作过程，形成清晰的电化学分析思路[1]。

　　因此，教师应当合理选择或设计化学实验，引导学生联系物理现象和化学现象来进行推理，研究电解池的工作原理，明确其中的化学反应与电现象、化学能与电能的关系，让学生的认知由形象、具体的实验和装置层面，上升到抽象、概括的电化学模型层面(既能静态地认识电解池的构成要素，又能动态地了解其工作过程)，绘制出电解池的工作原理示意图(见图1)[2]，进而利用电解池思维模型解决更多陌生环境下的电解问题。

　　电解池的工作包括电极上发生的氧化还原反应和电解质溶液(或熔融电解质)中离子的定向迁移。电解池思维模型包括装置构成、电极反应、离子运动方向、能量转化形式等内容，因此有必要实现电解池中电极反应和离子迁移情况的可视化，以便学生建立对电解池工作过程进行系统分析的方法，深化对思维模型的理解。

　　人教版高中化学教材借助电解氯化铜溶液实验来创设情境，通过电解产物的颜色、气味和碘化钾淀粉试纸的变色现象验证了电解池内发生的电极反应[2]，但未能表征电解质溶液中阴阳离子的运动情况。针对上述问题，本文运用常见、易得的实验材料，设计并制作了电解池中电极反应和离子迁移情况的可视化装置，以此为载体加强学生对电解原理的理解，完善电化学模型。

　　二、实验材料

　　三、实验原理

　　四、实验方法及装置图

　　五、分析与结论

　　六、实验中其他注意事项

　　七、实验改进的价值

　　第一，本装置利用琼脂凝胶和指示剂，实现了对电解池中电极反应与离子迁移情况的同时表征，集成性强、实验效果明显，学生可根据实验现象解释或推测电解池工作的全过程，形成系统分析电解池的思路和方法，更好地建构电解池思维模型。

　　第二，在本装置中，检验电极反应产物的试剂(铁氰化钾与酚酞)和相关反应均出自中学化学教材，无超纲内容，不会妨碍学生对新知识的理解，反而能使其体会所学理论如何在实际中应用，强化学生的实践精神和创新意识。

　　第三，本装置操作方便且实验用时短(通电2～ 3 min即可得到较为满意的实验现象)，能够让教师有条不紊地安排教学环节，也有助于学生投入更多的时间进行基于现象的推理，培养其观察、分析以及归纳整合的能力，从而提升教学和学习质量。

　　第四，本装置的制作方法简单、易行，实验材料成本低、用量少(按照文中的实验方法，每配制150 mL溶液可以得到2块琼脂凝胶)。此外，本装置所用的原料和反应产物毒性弱、污染小，待实验结束后，取出培养皿中的凝胶后即可清洗仪器，因此也体现了绿色化学理念。

　　参考文献

　　[1] 教育部.普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020:28-30.

　　[2] 普通高中教科书化学(选择性必修1)化学反应原理[M].北京:人民教育出版社,2020:101-114.

　　[3] 孙仁义,孙茜.物理化学[M].北京:化学工业出版社,2014:262.

苏雨禾　内蒙古自治区呼和浩特市第二中学