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探究綠色化學實驗在教學中的有效滲透

來源:期刊VIP網所屬分類:免費文獻發布時間:2021-07-19瀏覽:

  摘要:隨著近年來環境問題越發突出,人們的環保意識逐漸提升,尤其在教育領域越來越注重環保的教育。在高中化學教學中開展綠色化學實驗就是很好的體現。通過綠色化學實驗的開展,既能很好的鞏固學生所學的化學實驗知識,又能很好的培養學生環保意識與能力。本文結合自身教學實踐,探討綠色化學在教學中的有效滲透。

  關鍵詞:綠色化學;實驗;教學;有效滲透

  實驗在高中化學中占有重要地位。為使學生養成良好的實驗習慣,應注重在教學中有效的滲透綠色化學實驗。綠色化學實驗與傳統的實驗不同,其強調實驗的過程中減少實驗物質使用量,最大限度的減少廢物的排放。綠色化學實驗與當前的環保理念相符,因此深受廣大師生的廣泛關注。

  一、灌輸綠色化學知識

  高中化學實驗教學中,應有針對性的為學生穿插講解綠色化學實驗知識,主要包括實驗試劑的選擇、實驗思路的優化、實驗廢物的處理等,使學生認識到在進行化學實驗時既要注重最后的結果,又要關注實驗過程,保證所做的實驗節省實驗試劑且對環境友好。同時,可圍繞學生所學的實驗知識,設計相關的判斷問題,要求學生分析相關的實驗操作是否符合綠色化學原則,以進一步深化學生認識。如在課堂上可設計如下判斷題:化學實驗應遵循綠色化學原則,下列實驗或實驗過程遵循這一原則的有:一

  ①在萃取操作的演示實驗中,將CC1,萃取漠水改為CC1,萃取碘水:②在銅與濃硝酸的反應實驗中將銅片改為可調節高度的銅絲:③將實驗室廢酸液和廢堿液中和后再排放:④用雙氧水代替高錳酸鉀制氧氣;⑤使用銅粉與濃硫酸反應制取硫酸銅時,先將銅粉在空氣中充分加熱制得氧化銅,再將氧化銅溶解在稀硫酸中。

  其中0溴水易揮發有毒的溴蒸氣,因此,可使用碘水替代:②中將銅片改為可調節高度的同時,能夠及時終止反應,減少No2的排放;③中將廢酸液和廢堿液中和后排放可減少對水的污染:④用雙氧水制氧氣副產物是水,不會產生污染;

  ⑤中避免了二氧化硫產生的污染,又提高了碳原子的利用率,因此上述操作均符合綠色化學原則。

  二、做好相關例題講解

  高中化學實驗教學中,為使學生更好的體會綠色化學實驗過程,給學生留下深刻的印象,使其在實驗過程中積極踐行綠色化學理念,應注重在課堂上為學生講解相關例題,鞏固學生所學的同時,引發學生進行深入的思考,從而根據實驗目的選擇最佳實驗方案。如在課堂上可為學生講解如下例題:

  為更好地探求化學實驗綠色化,某興趣小組設計如圖1所示的裝置,做“銅和硝酸反應”的實驗。據此回答如下問題:

  (一)實驗前怎樣檢查該裝置的氣密性? ____。

  (二)將適量氫氧化鈉溶液加入到 d 中,將小銅片放置到c中,將2mL的濃HNO3通過分液漏斗a加入到c中。c中反應的化學方程式為:____。在將2ml的蒸餾水通過a加入到c中,c中可以看到的現象:____。

  (三)給出如下三種實驗方案:0反應物為Cu、濃硝酸;

  ②反應物為Cu、稀硝酸:3反應物為Cu,02、稀硝酸;則能體現綠色化學理念的最佳方案是一,理由是:一對于問題(1)檢查裝置氣密性的操作為:將b關閉,并向試管d中加水至浸沒長導管口,將試管c和d的膠塞塞緊,加熱c,冷卻后看進入到d管中的水是否下落。對于問題(2)

  c中發生的是Cu和濃硝酸的反應,方程式為:Cu+4HNO,(濃)

  -=Cu(NO)+2N02 t +2H,0,加入蒸餾水后,濃硫酸變成稀硝酸,因此反應速率會變慢,而且生成No,氣體顏色會變淺。對于問題(3)0反應中會產生有毒的氣體N2,@會產生有毒的氣體No,3不僅消耗硝酸的量少,而且不產生污染物,符合綠色理念。

  三、開展相關實驗活動

  高中化學實驗教學中為更好的提高學生的綠色化學實驗理念,鍛煉學生的實驗探究能力,應積極聯系學生生活,創設相關的實驗問題情境,要求學生思考作答,并注重給予學生針對性的引導,使其成功地完成實驗,增強其化學探究的自信。如回收類型的實驗有助于提升學生的環保意識,教學中可組織學生開展如下實驗探究活動:為研究破舊電池的回收再利用,可向學生提供舊電池的銅帽(主要成分為Zn和Cu),要求學生回收Cu并制備Zno,要求學生按照如圖2所示的流程進行相關的實驗探究:

  為保證實驗的順利進行,可設計如下問題要求學生思考作答,使其在實驗的過程中少走彎路,順利的完成實驗任務。

  (一)“溶解”操作中可以適當的提高溫度,目的是____,但加熱溫度不能過高,原因是:___。

  (二)寫出銅被溶解的化學反應方程式:___

  (三)銅帽溶解后,將溶液加熱沸騰以去除溶液中的

  (四)“過濾”后,將濾液蒸干使之完全失水,能否得到純凈的Znso,___,原因是___

  對于問題(1)適當提高溫度可以加快反應,提高溶解速率。但是溫度過高則會導致H02分解。問題(2)中,根據已知條件以及化學知識可知銅被溶解的化學反應方程式為:Cu+H,S0,+H10 CuS0,24,0。問題(3)中當銅帽完全溶解后將溶液加熱至沸騰,目的是去除溶液中的過氧化氫。問題(4)中將濾液蒸干使之完全失水,并不能得到純凈的ZnS04,因為前面的操作加入了氫氧化鈉,因此還存在雜質硫酸鈉。當學生認真分析上述問題后,并積極查閱相關資料,最終在教師的指引下完成了實驗操作。

  四、啟發學生改進實驗

  高中化學實驗教學中,應注重引導學生養成良好的實驗習慣,做好實驗過程的總結與反思,尤其從綠色化學實驗角度分析實驗裝置、實驗試劑、實驗思路等存在的不足,并結

  合自身知識儲備,對相關的環節進行優化,在保證實驗順利完成的同時,減少對環境帶來的不良影響、如在講解“綠色化學實驗”知識后,要求學生積極聯系所學,對“氯氣與金屬鈉反應”的相關實驗操作進行改進。最終學生經過積極思考,提出了如下的優化方案:如圖3所示,將一根玻璃管與氯氣發生器相連,取一塊黃豆粒大的金屬鈉,吸凈煤油后放在玻璃管內,而后將一團浸有氫氧化鈉溶液的棉花球塞進玻璃管尾部,進行預熱,當鈉融成圓球時,撤火,通入氯氣進行實驗。

  通過如此改進實驗,浸有堿液的棉花球能夠吸收未反應的C12,有效的避免其污染空氣,鞏固學生實驗作為靈活性的同時,能很好的提高其綠色化學實驗意識,使其在以后做化學實驗時養成良好的習慣。

  結束語

  高中化學實驗教學中為提高學生的環保意識,應結合自身教學經驗做好教學內容的合理安排,并積極采取針對性的措施將綠色化學實驗滲透至相關教學環節,使學生牢固掌握化學實驗知識,養成運用綠色環保理念設計、分析化學實驗的良好習慣。

  參考文獻

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