数字化手持技术在高中化学教学中的应用与实践研究：以Fe水解平衡为例

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    数字手持技术在新课程高中化学实验教学中的应用研究

    沉才娣

    （杭州长河高级中学，浙江省杭州市）

    摘要：本文主要阐述了数字手持技术在新课程高中化学教学中的主要应用方向和实际研究意义，并通过具体的化学实例“利用手持技术探索浓度和性质对Fe”水解平衡的影响。

   

    盐是由金属离子（或NHZ）组成的化合物。除强酸和强碱形成的化合物外，大多数盐的水溶液都不是中性的，而是呈现一定的酸性或碱性。其本质原因是盐类的水解。盐水解是高中化学第四选修课《化学反应原理》的重要内容。它涉及的知识面比较广，比较全面。它是电解质的电离、水的电离平衡、水的离子积以及平衡运动原理等的综合运用。为了突出重点，突破难点，使学生掌握影响电解质溶液的因素。盐类的水解，课本上安排了探索性实验。具体描述如下：“【实验1】加入20mL的0.Imol·L1 FeCL溶液至小烧杯中，用pH计测量溶液的pH。【实验2】加入5mL的0.Imol·L1 FeCL溶液” • 将I?FeCL 溶液加入另一个小烧杯中，加水稀释至50mL，请猜测溶液的pH 值，用pH 计测量溶液的pH 值，并与所得数据进行比较。你猜由此得出什么结论？ [实验3] 将等体积的0. 1 mol • V 加入到三个试管A、B 和C 中，加热试管A 至沸腾。在酒精灯下，向试管B中加入3滴6mol•溶液，观察试管A、B中溶液的颜色，并与试管C中溶液的颜色进行比较。利用原理。化学平衡运动解释浓度对水解程度的影响缺乏直观性，由于颜色敏感性的个体差异，通过定性实验的颜色变化来确定酸碱平衡对水解的变化也很难得出一致的结论。为了使实验结果更加直观、准确和定量，并揭示影响Fe''水解的因素，作者采用手持技术对实验进行了改进。

    本实验主要利用pH传感器、温度传感器、比色传感器研究浓度、温度、酸度对Fe3+水解程度的影响，为学生深入了解Fe水解平衡的运动提供技术支撑。

    1实验原理

    Fe'*可发生水解反应，生成Fe(0H)3和H*。反应的离子方程式为： Fe" + 3HQ= Fe(0H)3 + 3H\ 根据平衡运动原理，当Fe"浓度降低（用水稀释）时，平衡向水解。 Fe”的水解程度增加，使得溶液中H*的浓度因稀释而缓慢降低，pH值“Fe”的增加趋势减慢，表现为稀释中斜率逐渐减小曲线；Fe的水解是吸热过程。随着温度升高，平衡向水解方向移动，促进Fe”的水解。溶液中H*浓度升高，pH降低；Fe”的强酸盐水溶液呈酸性。添加酸会抑制水解。 Fe(OH):,的浓度降低，Fe"的浓度增加。如果溶液的颜色变浅，则可以使用比色法测量溶液的颜色。

    2实验研究

    2.1 实验仪器和药品

   

    实验仪器：数据采集器、pH传感器、温度传感器、比色传感器、计算机、磁力电热搅拌器、搅拌磁铁、自制滴管、自制稀释瓶、烧杯（100mL）、移液管（10mL）、量筒（lOOmL，）、熨斗支架（带铁环、铁夹）、橡胶头滴管等

    实验药物：0.•溶液，0.•I？ FeCL 溶液，0. • U1 FeCla 溶液，0. • L 溶液，0. • L-1 FeCL