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格式塔視野下高考電化學知識復習策略
2017年10月19日 13:22 中國干燥設備網
[br]  教育教學拉氪2011.11格式塔視野下高考電化學知識復習策略◎順昌中學中化學電化學知識內容包括電解和原電池,是高中化學原理的重要組成部分,這部分知識也是學生在學習和復習過程中難掌握的知識。由于這兩部分知識內容相近,很多化學名詞相似、相近,原理又相反,學生學習時認識模糊,容易混淆。大多數學生在學習、復習這兩部分知識時將其分開獨立學習,單獨總結出很多“規律”如用惰性電極進行電解時的電解規律有電解水型、電解電解質型(其中又分電解無氧酸活潑金屬鹽、無氧酸不活潑金屬鹽、含氧酸活潑金屬鹽、含氧酸不活潑金屬鹽等)、放出氫氣生成堿型、放出氧氣生成酸型等。原電池正負電極的判斷方法總結出“由組成原電池兩極的電極材料判斷較活潑的金屬作負極,較不活潑的金屬或可導電的非金屬(石墨等)作正極”等七、八條規律,還有許多電極反應規律,甚至還總結出一些“口訣”這些做法實際上是把完整的知識零碎化、復雜化,讓學生要背的“規律”越學越多,越學越亂,讓要學的化學知識僵化,不利于學生系統、完整、簡約地掌握知識的核心本質規律,頓悟知識的形成。[br]  格式塔學習理論認為思維是整體的、有意義的知覺,而不是聯結起來的表象的簡單集合,學習在于構成一種完形,是改變一個完形為另一完形,學習的過程不是嘗試錯誤的過程,而是頓悟的過程,即結合當前整個情境對問題的突然解決。格式塔理論的完形法則是:距離相近的各部分趨于組成整體(即相近法則);在某一方面相似的各部分趨于組成整體(即相似法則);彼此相屬、構成封閉實體的各部分趨于組成整體(即封閉法則);具有對稱、規則、平滑的簡單圖形特征的各部分趨于組成整體(即簡單法則)。[br]  格式塔頓悟學習的核心是要把握事物的本質,刪除不重要的部分,只保留那些必要的組成部分,而不是無關的細節,從而達到視覺的簡化。通過機械記憶學習得到的內容,只能被用于非常具體的情境中去,即應用于類似初學習時的情境中去,只有通過頓悟理解的內容才能成為學生知識技能的一部分,隨時可用于任何情境中的類似的問題上去解決具體問題。[br]  電解與原電池知識的很多內容相近、相似,在化學原理中能相對獨立形成一個整體,應用格式塔學習理論來復習能取得很好的效果。復習時分為四個層次來學習。[br]  ,學會判斷是電解池還是原電池。依據是否有外接電源,若有外接電源即為電解池,若無外接電源則為原電池。[br]  第二,學會判斷電極。若為原電池,首先找出氧化還原反應,失電子(電子流出)的一極為負極;得電子(電子流入)的一極為正極。若為電解池,則與電源負極相連的一極或得電子發生還原反應的一極為陰極;與電源正極相連的一極或失電子發生氧化反應的一極為陽極。不論是電解池還是原電池,陽離子都移向發生還原反應(得電子)的一極,陰離子都移向發生氧化反應(失電子)的一極。[br]  第三,學會寫電極反應和總電池反應方程式。對原電池來說,電極反應相當于將一個氧化還原反應拆分為兩個半反應來寫,若由電解質溶液組成的原電池,寫電極反應時要掌握下列技巧,在水溶液中出現多出-2價氧元素時,在中性或堿性溶液中多氧的同側加水,電極反應的另一側加OH-,在酸性溶液中多氧的同側H+,電極反應的另一側加水。同理,出現+4價碳元素時,在堿性溶液中產物為碳酸根,在酸性溶液中產物為二氧化碳;出現+3價鋁時,在堿性溶液中產物為-(或Al2-),在酸性溶液中產物為Al3+.寫電極反應時按氧化還原反應的配平技巧配平即可??傠姵胤磻匠淌接烧?、負兩極電極反應相加而得。如以甲烷為原料設計的燃料電池,電池的正負極判斷為甲烷失電子是負極,氧氣得電子是正極。若電解質溶液為堿性介質,電解質溶液為酸性介質,電極反應為:負極CH4+2H2O4CO2+ 2O2+8H++8e-?4H2O,總電池反應為:CH4+2O2=CO2+2H2O.在電解質溶液中陽離子移向正極(得電子一極),陰離子移向負極(失電子一極),在外電路中電子由負極流向正極。[br]  對電解池來說,首先應判斷在兩電極發生反應的放電順序,再寫電極反應。陰極的放電順序比較簡單,除特別提示外,陽離子的放電順序通常為金屬活動性順序的倒序。而陽極的放電順序學生在學習過程中往往比較容易出錯,主要是沒有把陽極本身放電與溶液中的離子放電作為一個整體來學習,不能形成格式塔原理的完形。陽極的放電順序應教學生學會除特別提示外,簡約為首先電極(除惰性電極)放電,然后才是電解質溶液中的離子按S2-、I-、Br-、a-、OH-等的順序放電。放電順序判斷正確后,按要求分別寫出陰、陽兩極的電極反應,(下轉第122頁)實踐與技術福教勒2011.11在各設定溫度下嚴格保溫3min.(2號管內液體分為兩半待用。)由實驗結果可知:溫度條件可影響酶的催化活性。不同種或不同來源的酶,其適溫度不同;唾液淀粉酶的適溫度為體溫37.高溫可使酶變性失活,低溫則抑制其催化活性,但不能使酶變性。(若將2號管冰浴后剩余一半溶液重新放入37T水浴保溫5min,酶的活性可恢復正常。)在本探究實驗中,為使實驗現象明顯、實驗結果和結論正確,在實驗設計和操作過程中同樣也涉及實驗材料、檢驗試劑的選擇、具體的操作細節問題。[br]  本實驗用酶及底物仍選擇唾液淀粉酶與淀粉溶液,而不選擇來源同樣易得的過氧化氫酶??過氧化氫或a-淀粉酶,是因為過氧化氫對熱不穩定,遇高溫如90T即加速分解;a-淀粉酶則是由于其價格較高和農村中學購買不方便問題;選擇采用唾液淀粉酶,是因為唾液來自人體隨時可取,制備容易,學生通過親歷觀察來自人體的淀粉酶,更能直接體驗作為生物催化劑的酶的基本特性。檢驗試劑則選擇班氏試劑;若用碘試劑檢驗,則必須在白瓷板中進行,且沸水浴高溫的反應體系不能直接用碘試劑檢驗,而需放置冷卻至室溫后才可取樣檢驗;若直接在試管中檢驗,無法清晰地辨別顏色的變化。[br]  實驗中各組淀粉和淀粉酶溶液首先應該分裝于兩支試管中,置于各設定溫度的水浴中保溫約5min,而后將兩管溶液混勻,再繼續保溫3min.若將淀粉和淀粉酶溶液直接混合后,再置于設定溫度水浴中保溫,實驗結果誤差較大,可能導致不同的實驗結論。[br]  以高溫沸水浴組實驗為例:若將淀粉與唾液直接混合后再置于沸水浴中,則在逐漸升溫的過程(從低溫?適溫度?高溫)中,唾液淀粉酶在溫度升高到酶失活的高溫前,其酶促反應就已發生:淀粉被分解成還原糖,故加入班氏試劑檢驗,即會產生磚紅色沉淀,由此實驗假象而得到違背實驗原理的結論。[br]  實驗異?,F象的解析本實驗結果用班氏試劑檢驗時,反應需在沸水浴中進行,2號管(冰?。睦碚撋戏治?,在冰浴低溫條件下酶的活性受到抑制,試管中不應產生磚紅色沉淀,但在加入班氏試劑的沸水浴加熱過程中,由于逐漸升溫,酶活性可能部分恢復而導致后會出現少量磚紅色沉淀。表面上看這是異?,F象,但分析解釋清楚,也就屬正?,F象。由此可引導學生得出結論,酶在低溫條件下其活性暫時性被抑制,不是變性導致性失活;升溫后酶的活性又可恢復。在探究實驗過程中,能夠通過發現實驗異?,F象,并應用相關理論知識分析解釋之,也是一種訓練和收獲。[br]  許多學校尤其是農村中學,由于條件限制,不能有效開展學生探究實驗教學,只能以講實驗、背實驗取而代之,這種現狀必須改變。本文通過對有關生物催化劑??酶特性的探究實驗進行設計和改進,使實驗設計更嚴謹、科學;實驗材料更經濟易得;實驗操作更簡化便利和實驗現象更直觀明顯;不斷完善探究實驗教學環節。引導學生主動參與探究過程,通過動手、動腦,培養創新精神、發展科學探究能力,提高生物科學素養。[br] ?。ㄘ熑尉庉嫞宏愋溃ㄉ辖拥?8頁)總電解池反應方程式由陰、陽兩極電極反應相加而得。如用惰性電極電解硫酸銅溶液,溶液中有Cu2+、SO42-、H +、OH-等離子,在陰極是銅離子先放電,電極反應為2Cu2++ 4e-?2Cu,在陽極是OH-先放電,電極反應為4OH-42H2O+O2T+4e-,陽極放電的OH-是由水電離而得到的,寫總電解池反應方程式時將陰極、陽極和水的電離三個式子相加即得:2Cu2++2H2O電解2Cu+4H++O2個,在電解質溶液中陽離子移向陰極(得電子一極),陰離子移向陽極(失電子一極),電解后溶液呈酸性。若用純銅(或粗銅)作陽極電解硫酸銅溶液,則陽極首先是銅(還有其他更活動金屬)失電子,該電解池為電鍍(或電解精煉銅)。[br]  第四,相關計算。有關電化學的計算主要根據的原理是電子守恒,即在一個串聯的電路中,不論是正、負極還是陰、陽極通過電子的物質的量是相同的。掌握電子守恒這一核心,加上有關物質的量的基本計算、根據化學方程式計算和溶液中的計算,就能很好地完成相關電化學的計算。[br]  以2010年高考福建理綜第11小題為例。鉛蓄電池的工作不正確的是。[br]  K閉合一段時間后,可單獨作為原電池,d電極為正極該題考查的是學生對電解池、原電池等電化學知識的綜合應用,要求學生要有較高的綜合能力,按上述四個層次分析能快速的解決問題。首先,分析是什么池,該圖中無外接電源,一定有一個原電池,從題給鉛蓄電池的工作原理不難得出當閉合K時,丨為原電池,則丨丨為電解池。第二,判斷電極,a極PbO2得電子為正極,b極Pb失電子為負極,則c與電池負極相連,c為陰極,d與電池正極相連,d為陽極。第三,寫電極反應,a極:PbO2+四,由鉛蓄電池的工作原理可知轉移2mol電子時參加反應的硫酸為2mol,則當電路中轉移0.2mol電子時,丨中消耗的H2SO4為0.2mol.不論是電解池還是原電池陰離子SO/-都向失電子的一極移動,即丨中移向b極,中移向d極。K閉合一段時間后的組成與K閉合前的丨相同,且電極材料d與a相同,c與b相同。本題答案:C.按這四個層次復習電化學知識能化繁為簡,幫助學生在格式塔視野下系統、完整、簡約的構建電化學原理知識體系,掌握解決電化學問題的核心方法,提高學生分析問題、解決問題的綜合能力。[br] ?。ㄘ熑尉庉嫞簭堎t金)[br]
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