初探电离理论发展史

1、PAGE PAGE 7初探电离理论发展史一、设计思想我在阅读高三化学拓展型课程第三章第三节“电离理论”这一节内容中的“化学史话”（课本第58页）时产生了疑惑：电离理论到底经历了怎样的发展历程？查阅资料后，大概的历程是这样的：1799年，意大利物理学家伏特（1745年1827年）发明了电池以后，很多科学家就陆续开展了电化学和溶液理论的研究，并取得了不少重要成果。但是，对于溶液中电解质性质的认识，当时主流的看法认为只有在外界电流的作用下电解质才可能离解为带电的离子。其中英国化学家和物理学家法拉第（1791年1867年）的主要观点可以归结为一句话：“离子是在电流作用下产生的”。 由于法拉第在当时是精

2、通电磁学理论的权威人士，因此，科学界把法拉第的观点视为金科玉律。在发展电离理论的过程中，拉乌尔较早地向法拉第提出挑战。拉乌尔研究稀溶液的依数性，他认为“测定凝固点的水溶液并未通过电流，但盐分子依旧离解了”。 由于已有观念的根深蒂固，拉乌尔提出的实验根据并没有能够改变法拉第的观点，“先通电流，后有离子”的观点仍然在化学界占统治地位。真正敢于并以无可辩驳的实验事实向旧观念提出挑战的是阿伦尼乌斯(1859年1927年)。他提出：“第一，电解质溶液在水中就会自发地、大量地离解成为正、负离子。即使没有电流通过溶液，溶液中也存在着离子。这一点与传统的观念是截然不同的。第二，溶液越稀，电解质在水中的电离度越

3、大，当将溶液进行无限稀释时，电解质分子几乎全部变成了离子。”虽然他提出的电离理论仍然不够完善，但是他的研究却可以称得上19世纪科学发展中的“最大总结之一”! 阿累尼乌斯由于提出了电离学说，于1903年荣获了诺贝尔化学奖。阿累尼乌斯的电离理论为物理化学的发展开创了新阶段，同时也促进了整个化学的进步。我和我的学生是否可以一起追溯历史，设计实验体验电离理论发展？由此提出研究课题，由学生进行讨论，设计方案，并比较方案的合理性和根据方案进行实验后结果的精确性讨论。按照化学史的发展，先用CBL数字技术测出一定浓度盐酸溶液的pH-t工作曲线，再通过“如何呈现醋酸的电离过程”这一问题的提出，让学生进行探索研究

4、，将实验设计的思想，用一定的实验方法体现出来。接着用CBL数字技术测出同等程度稀释盐酸、醋酸的pH-t工作曲线，这样可以动态显示变化规律，不仅对比了强电解质和弱电解质，而且将弱电解质的电离过程呈现在学生眼前。通过这种尝试使研究性学习进入课堂，培养学生的实验设计能力，解决问题的能力，从而提高学生的创新精神。二、学情分析1、学生掌握强弱电解质的特征，会判断强弱电解质。2、学生刚学习完溶解平衡和化学平衡，对“平衡”理解比较深刻，并且经过两年多的相关学习，对勒沙特列原理也比较熟悉。3、学生具备一定的计算能力。4、学生掌握部分化学实验的基础知识。5、学生具备一定的联想、比较、分析、归纳和推理能力。6、学

5、生初步具有合作交流学习的能力。 三、教材分析刚刚学习了化学平衡原理，紧接着进行电离平衡的研究，之后进行水的电离平衡、盐类水解平衡的研究。其中电离平衡知识与化学平衡知识密切相关，尤其是化学平衡的建立和平衡移动原理等知识及其学习方法，可直接用来指导对电离平衡的学习。因此，本节内容是化学平衡学习的继续与拓展。对溶解平衡、电离平衡和水解平衡的掌握，是对中学化学的平衡理论体系的丰富和完善。本章内容是高中化学的重要内容之一，是中学化学基础理论的一个重要部分，也是学生整个中学阶段的难点。通过本节课的学习，不仅可以加深对已学过的强弱电解质的理解，而且还可以充分理解电离平衡是动态平衡，电离平衡是化学平衡的一种特

6、殊形式。在本部分的教学中，应该充分利用实验手段，强化对电离平衡认识。课堂上让学生先和我一起回顾电离理论发展史，体会科学家不断研究、不断质疑验证、不断创新的科学精神。再引导学生们设计实验探究弱电解质稀释过程中发生的变化，边讨论边进行实验直至得出较完备实验设计方案，在亲身经历实验中加深理解。最终将电离平衡初步纳入化学平衡的知识体系中，为接下来的学习奠定基础，最终能形成完整的知识系统。教学目标知识与技能：1、在一定条件下，以一定浓度醋酸稀释为例对比相同浓度盐酸稀释，初步了解弱电解质的电离平衡过程。2、通过回顾电离理论发展史，初步理解电离理论，为下一步巩固和应用相关知识做好铺垫。过程与方法：1、遵循电

7、离理论发展史，通过实验研究，引导学生发现问题,鼓励学生设计实验方案，并进行比较鉴别，提升实验解决化学问题的能力。2、运用CBL数字实验系统、pH酸碱度传感器等先进设备进行实验研究,提高学生实验能力。情感态度与价值观：体会尊重历史、尊重科学的科学态度和科学精神。五、教学重点和难点重点：遵循电离理论发展史，设计相关实验验证科学家提出的不同观点。难点：实验设计方案和理论依据。六、教学方法：引导探究、对比实验法七、教学手段：多媒体、数字实验室八、实验器材、药品准备：pH传感器、烧杯若干个，10mL量筒1个、玻璃棒、洗瓶1个，胶头滴管、1mol/L醋酸溶液、蒸馏水、1mol/L盐酸溶液、醋酸钠溶液等。九

8、、教学程序9.1教学流程图 阅读课本58页“化学史话”探究一：（拉乌尔）不同溶质对水的凝固点的影响。（图片展示）情景引入 1 2 3一、没有电流通过溶液，溶液中也存在着离子。4 5 阿伦尼乌斯电离理论 探究二：设计实验探究阿伦尼乌斯的电离理论二、溶液越稀，电解质在水中的电离度越大 6 7第一组展示设计方案师生评价优化实验设计并动手实验 9 12 第二组展示设计方案学生讨论实验方案8 10第三组展示设计方案 11 教师总结回答问题并小结13 149.2流程说明1、由英国科学家法拉第提出的观点“离子是在电流作用下产生的”引发矛盾冲突，从而切入本课主题“初探电离理论发展史”。2、第一个反对“先通电，

9、后有离子”观点的科学家拉乌尔提出：“测定凝固点的水溶液并未通过电流，但盐分子依旧离解了”，也就是“不通电，就有离子”。探究一：（拉乌尔）不同溶质对水的凝固点的影响。（图片展示）3、阅读课本58页“化学史话”，初步了解阿伦尼乌斯的电离理论。4、阿伦尼乌斯电离理论提出了两条观点：一、没有电流通过溶液，溶液中也存在着离子。二、溶液越稀，电解质在水中的电离度越大。本节课就围绕这两点展开。5、第一条线：电离客观存在，并非通电后才有。（之前的实验探究已经证明）6、第二条线：溶液越稀，电离程度越大。回头看历史，阿伦尼乌斯的这个观点主要是针对酸碱盐等强电解质，事实上它更适用于弱电解质。7、当时阿伦尼乌斯的实验设备和技术并不是很先进，这种情况下他成功通过实验反驳了权威理论，如今我们数字实验室设备先进，大家能不能设计实验探究阿伦尼乌斯的电离理论？探究二：设计实验探究阿伦尼乌斯的电离理论溶液越稀，电离程度越大。8、学生小组合作讨论实验方案，并初步优化实验设计。9、小组展示实验方案。10、小组展示实验方案。11、小组展示实验方案。12、师生评价优化实验设计并动手实验。按照化学史的发展，先用CBL数字技术测出一定浓度盐酸溶液的pH-t工作曲线，再通过“如何呈现醋酸的电离过程”这一问题的提出，让学生进行探索研究