中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2011)11-0139-02
摘要:优化绿色化学实验教学,提高动手能力和创新意识及环保与安全意识,这是以人为本的素质教育理念的基本要求。特别是绿色化学教学中的微型化学实验,用尽可能少的化学试剂,来获得尽可能多的化学信息,具有操作简捷,环境污染小,既经济又省时,且安全,又便于携带,有利于给学生进行随堂实验;有利于培养学生的动手动脑能力,观察分析能力,发明创新精神和严谨求实作风;对学生从小培养环境保护意识,意义重大。
关键词: 环保意识 绿色化学 操作简捷 节约型
初中科学中的化学实验,如何坚持绿色化学理念,开展绿色化学实验的探究与设计,进行绿色化学实验教学,实现化学实验绿色化,是社会对化学科学发展的新要求。他对于保持人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展意义重大。下面略举几例:
例一:白磷自燃
教科书八年级下册科学42页活动是这样做的:
1、取一只铁质啤酒瓶盖固定在一水槽中,瓶盖中装一小粒白磷,立即用钟罩盖住,你发现什么――
2、用一根弯曲的玻璃导管从钟罩下部深入罩内,通入氧气,你发现――。
3、小心地向水槽中加60~80摄氏度左右的热水,你发现――。
(一)笔者认为:
1、水槽和钟罩都太大、太重,需要的热水的量太该多,上课随堂实验不方便;
2、该实验还要把制取的氧气通入钟罩内,步骤太烦多、又太费时间;
3、啤酒瓶盖很浅,很容易被进水而沉入水中,使实验失败!
(二)笔者绿色实验创新改进:
(1)实验器材:
直径30x200mm的大试管带橡皮塞和15x150mm的小试管各一支,另加一只体积250ml的烧杯,镊子,白磷,热水温度与改进前的一样,60~80摄氏度。
(2)操作步骤:
1、先用镊子在装白磷瓶子的水中各取出两小粒白磷,分别装入大、小两支试管的底部。
2、用拇、食两指同时捏住两支试管,竖直在空气中;
让学生观察1~2分钟,没有发现白磷燃烧。
3、教师向学生解说原因:大试管中虽然空间大,空气多,氧气充分,但白磷温度没有达到着火点(40摄氏度),所以不能燃烧;
4、在刚才准备好的烧杯中倒入半杯左右60~80摄氏度的热水;
5、立即把刚才装有白磷的两支试管同时竖直浸入该热水中,(注意:两试管底部距杯底一厘米左右);
(3)实验现象:
1、过一分钟左右,发现大试管中白磷就自发地燃烧起来,当五氧化二磷白烟将冒出试管口时,立即用大试管塞塞紧管口,(并说明其原因:防止五氧化二磷白烟溢出管口而污染环境)。2、这时教师应向学生解说大试管中白磷:1、既有充分的氧气;2、温度达到了着火点,所以就自发地燃烧起来了;而小试管中白磷还是没燃烧,是因为小试管里白磷温度虽然也达到了着火点,但小试管里空间小,空气少,氧气不充分,所以不燃烧。
(3)实验结论:
可燃物燃烧必须要同时满足下面两个条件:1、要有充分的氧气2、温度达到着火点。
(三)实验优点:
1、按本实验操作不需制取氧气;
2、省略了笨重的玻璃水槽和钟罩及制氧的仪器和药品,减轻了重量,使随堂演示实验更方 便;
3、省略了制取氧气的实验步骤,缩短了实验时间,
4、减少了制氧反应产生的废物给环境造成的污染;
5、本实验最大优点是,把试管插在热水中加热,比传统的实验方法把啤酒瓶盖放在热水表面上加热效果要好好几倍!所以实验速度要快许多倍(切记:小试管中白磷一定要放在试管底部,不能让其粘在试管壁上)!
6、既节省了实验成本,而且使实验步骤更简单,操作更容易,原本半堂课做不好,甚至一堂课有可能做不成功的实验,使用创新实验方法,只用几分钟就能轻松完成实验,并使实验更有效,现象更明显!
例二:探究金属的活动性实验
九年级上册“对金属的活动性”实验,传统的教学方法,实验是放在试管或烧杯中完成的,化学药品用量较大,尤其是AgNO3等试剂比较贵重,浪费会更大。
一、笔者绿色实验创新改进
(1)实验器材
六孔微型塑料试管、微型塑料滴管、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液,铁丝、铜丝、镊子等。
(2)操作方法:
1、先在六孔微型塑料试管每个孔外分别标上1、2、3、4、5、6号码;
2、用镊子在1、3、5三孔中分别放入一小段铁丝,在2、4、6三孔中分别放入一小段铜丝;
3、用微型塑料滴管在1、2两孔中分别滴入4~6小滴硫酸亚铁溶液,在3、4两孔中分别滴入4~6小滴硫酸铜溶液,在5、6两孔中分别滴入4~6小滴硝酸银溶液;
4、比较不同金属的活泼性。
(3)实验现象:
1、浸在1孔FeSO4溶液中的铁丝颜色无变化,浸在2孔FeSO4溶液中的铜丝颜色也无变,表明铜比铁不活泼;
2、浸在3孔CuSO4溶液中的铁丝表面颜色变红色,浸在4孔CuSO4溶液中的铜丝表面颜色无变化;表明铁比铜活泼;
3、浸在5孔AgNO3溶液中的铁丝表面颜色变银白色,浸在6孔AgNO3溶液中的铜丝表面颜色变银白色,且铁丝表面比铜丝表面银白色更明显,表明铁比铜活泼,铜比银活泼。
(4)实验结论:
较活泼的金属能把较不活泼的金属从他的盐中置换出来。下列金属活泼性顺序:Fe>Cu>Ag 。
二、创新实验优点:
1、利用六孔(九孔也可以)微型塑料试管来完成实验,就能有效地控制化学试剂的用量;
2、本实验器材多为塑料制品,不易损坏,有利于学生分组实验;
3、利用微型实验器材,进行绿色化学实验。化学药品用量能节省5倍以上,按照教材上操作的学生分组实验做一个班的化学药品用量,用创新实验方法就能做五个班学生化学分组实验;
4、环境污染小,获得信息多,操作更容易,速度快,更省钱,
现象一样明显;
5、有利于培养学生动手动脑和观察分析能力、发明创新精神和严谨求实作风,有利于培养学生从小树立环保意识和
安全意识;
6、利用微型化学实验器材,开展绿色化学实验教学,是当前贯彻科学发展观、倡导绿色化学理念的一种表现。对培养可持续发展创新人才,创造人与自然和谐发展意义重大。
例三:硫燃烧学生分组实验
过去,用常规的方法进行硫燃烧实验,学生很难控制硫的用量,往往是偏多,产生的SO2多,对空气的污染大。
一、笔者绿色实验创新改进:
利用粗的铜丝或铁丝制成的微型燃烧匙。可以进行八年级下册“硫燃烧学生分组实验”,效果也不错。
二、创新改进优点:
利用微型燃烧匙,进行硫燃烧的实验,就能有效地控制硫的用量,从而减少有害气体(SO2)的排放量。实验创新是无止境的,科学中的许多实验沿用已久,有待于我们去创新,去改进。去不断完善。
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