摘要:教師在組織教學內容時,要充分發揮主觀能動性,積極聯系社會生產和生活實際,能夠激發學生興趣,拓展學生視野。
關鍵詞:原電池;電解池;太陽能電池板
電化學知識一直是中學化學的重要知識板塊,在學生的后續化學學科知識發展中電化學將起到越來越重要的作用。蘇教版高中化學教材必修二的專題二第三單元標題是《化學能與電能的相互轉化》,這個單元集中給大家介紹了原電池、化學電源、電解池以及電解的應用。然而對于高一學生,剛接觸到電化學知識的初學者來說,電化學似乎是陌生的、抽象的、剝離原知識體系的。
首先,作為中學化學體系中不可缺少的一塊,教材的安排十分合理。必修一已經學習了物質的量的計算、氧化還原反應、常見元素化合物等知識,有了這些知識儲備,此時學生再學習電化學理論就相對輕松一些。其次,教師在組織教學內容時,要充分發揮主觀能動性,積極聯系社會生產和生活實際,能夠激發學生興趣,拓展學生視野。
一、生活小妙招——關于金屬防腐
積極聯系生活中的電化學知識,幫助學生理解。比如金屬護欄為什么表面要刷一層油漆?鋼鋸的鋸條表面為什么會呈藍黑色?為什么自行車把手上要鍍上一層金屬?等等。
我們幫助學生一起分析構成原電池的四個條件:兩個活性不同的電極;電解質溶液;形成閉合回路;有自發發生的氧化還原反應。所有由于構成原電池而發生的使金屬氧化的腐蝕方式都是電化學腐蝕,相應的金屬防腐的方法就是阻止其構成原電池,比如,使其干燥(即無電解質溶液);表面覆蓋油漆或其他涂層(即無法構成閉合回路)。
或者認為構造原電池,并且使得受保護金屬作為原電池正極,此為犧牲負極的正極保護法。這個道理一解釋通了,學生就能觸類旁通,對于生活中的許多金屬防腐的例子都能理解了。這個時候,教師還可以請學生向家長提出正確使用廚房金屬制品的建議,比如:鐵質鍋具該如何養護?學生根據已學知識就可以聯想到:及時清洗,保持干燥,避免殘羹在鍋具表面產生電化學腐蝕。
二、知識創新與高新電池
由于傳統電池(如鋅錳干電池)存在不環保、持續供電力不足等缺點,越來越多的新型電池應運而生。在這個知識不斷更新的時代,不斷涌現出來的高新電池在社會生產和生活的各個方面發揮了日益突出的作用,比如,將氫氣和氧氣經過電化學反應轉變成電能的氫氧燃料電池、利用微生物將有機物中的化學能直接轉化成電能的微生物燃料電池、以吸收太陽輻射能并轉化為電能的太陽能光伏電池等等。這些新型電池具有廣泛應用的潛力,同時也擴大了用來滿足我們對能源需求的燃料的多樣性。教師及時補充學習電化學方面的新知識,不僅使自身的知識體系與時俱進,也能使學生及時了解電化學領域的前沿知識,開闊視野,增長見聞。
三、電鍍工業與水環境
在電能轉化為化學能部分,課本在“拓展視野”里提到工業上利用電解精煉銅的方法,即電鍍工業。此時所遇到的習題可能會涉及工業電鍍,教師在給學生解釋知識點的同時,也可以介紹一下電鍍廢水的成分及處理方法。一般電鍍工業產生的廢水可能含有重金屬陽離子,比如:Cr6+、Cr3+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Cu2+以及CN—等,這些離子有些有毒,有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒性物質,如果直接排入水系,會造成難以想象的慘痛后果。因此,我們必須強調工業廢水不可以直排,而應當經過必要的污水處理再進行排放。電鍍廢水的處理方法一般也是電鍍,這個比較復雜,即使學生表示感興趣,也建議課后個別交流。
四、零能耗——倡導節能,低碳生活
電能是寶貴的二次能源,節能、環保、低碳是21世紀最時髦的詞匯。在電化學部分給學生介紹新型環保材料,巧妙滲透節能理念是十分必要、適時的。
不是沒有人注意到環境惡化所帶來的危害,而是多數人認為環境污染問題離自己很遙遠,不是自己的事情,也不是浪費自己的錢財,甚至有一些人認為自己有錢,無所謂浪費。殊不知,水、電、氣這些都是人類共同的資源,現在的浪費,就給子孫后代帶來無窮的隱患。
某些人認為不關電腦、不關水龍頭,浪費點電、水都不是什么問題,也花費不了多少錢。但是,他們沒有認識到在這些電、水白白消耗掉的同時,電腦所產生的輻射、排放的二氧化碳等有害氣體,正在損害著自身;他們也沒有認識到,發電廠發電所需要的煤炭等資源以及所排放廢氣和污水所給環境帶來的危害;他們更沒有意識到,發電廠的機器設備、電腦耗材等生產資料在生產過程中給環境帶來的巨大危害。
關于這些,我認為學校可以根據自身情況,進行一些教育、宣傳。比如在每年的6月5日,世界環境日這天,學校可以組織一些社區宣傳活動,針對家庭如何進行節能減排。
中學化學教師在授予課程標準上要求的電化學知識以外,適時適當地向學生介紹一些相關學科的相關知識是十分必要的。這不僅能開拓學生視野,拓寬學生對化學前沿知識的了解,培養良好的學科學習氛圍,更重要的是,還能夠提高學生的綜合素養,增強學生的環保理念,支持我國的環保事業。
(作者單位 江蘇省揚中市新壩中學)