一、问题的提出
人教版高中《化学(必修2)》第二章第二节《化学能与电能》中提到了原电池的概念,教材中将锌片和铜片用导线连接(导线中间接入一个电流表),平行插入盛有稀硫酸的烧杯中(见图1);此外,学生还会在《化学(选修4)》第四章第一节中继续学到原电池的知识,教材中用一个充满电解质溶液的盐桥,将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液连接起来,然后将锌片和铜片用导线连接,并在中间串联一个电流表(见图2)。两个装置都是原电池装置,图1是单液原电池,图2为双液原电池。必修2教材第71页提到了图1这种原电池效率不高,电流会在较短时间内衰减,但是并没有解释原因。
原电池原理的学习是高中学生学习的重难点,对知识的要求比较高,也是高考的热点之一,《普通高中化学课程标准(实验)》中要求学生认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。但在课堂上,教师对于双液原电池相比单液原电池所具有的优势,一般只是口头讲解,而没办法让学生直观感受。这促使笔者改进装置,利用微电流传感器采集数据,以便能清晰地呈现两种装置下电流的变化,对比出两者的差距。
二、实验内容
三、实验反思
化学实验教学是解决化学疑难问题的一种有效途径,优化教材实验,有利于将理论知识与实验探究相结合,提高学生的化学学科思维能力。
通过演示实验进行关于原电池的讲解很有必要,但常规实验只能让学生观察到中间的电流表指针偏转,说明有电流产生,学生缺乏针对相关的思考和分析,不利于深入理解和掌握知识。将数字化实验应用到课堂中,通过微电流传感器直观地展现出电流的变化情况,有利于学生用真实的数据去解释问题,从全新的角度认识化学实验。对“时间—电流”曲线进行分析、思考,能促进学生形成严谨的科学态度,也能够激发学生对化学的学习兴趣,为新高考改革下的化学学习助力。
参考文献
[1] 夏立先,张连如.对铜锌原电池实验中锌片表面产生气泡的原因探究[J].中学化学,2015(9):30-31.
[2] 张少坤.浅析影响铜锌原电池实验的因素[J].人文与科学,2010(5):134.
[3] 唐隆健.对若干化学具体问题的深度思考及启示[J].中学化学教学参考,2019(4):39-41.
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