探究绿色化学实验在教学中的有效渗透

来源:期刊VIP网所属分类:免费文献发布时间:2021-07-19浏览:

  摘要:随着近年来环境问题越发突出,人们的环保意识逐渐提升,尤其在教育领域越来越注重环保的教育。在高中化学教学中开展绿色化学实验就是很好的体现。通过绿色化学实验的开展,既能很好的巩固学生所学的化学实验知识,又能很好的培养学生环保意识与能力。本文结合自身教学实践,探讨绿色化学在教学中的有效渗透。

  关键词:绿色化学;实验;教学;有效渗透

  实验在高中化学中占有重要地位。为使学生养成良好的实验习惯,应注重在教学中有效的渗透绿色化学实验。绿色化学实验与传统的实验不同,其强调实验的过程中减少实验物质使用量,最大限度的减少废物的排放。绿色化学实验与当前的环保理念相符,因此深受广大师生的广泛关注。

  一、灌输绿色化学知识

  高中化学实验教学中,应有针对性的为学生穿插讲解绿色化学实验知识,主要包括实验试剂的选择、实验思路的优化、实验废物的处理等,使学生认识到在进行化学实验时既要注重最后的结果,又要关注实验过程,保证所做的实验节省实验试剂且对环境友好。同时,可围绕学生所学的实验知识,设计相关的判断问题,要求学生分析相关的实验操作是否符合绿色化学原则,以进一步深化学生认识。如在课堂上可设计如下判断题:化学实验应遵循绿色化学原则,下列实验或实验过程遵循这一原则的有:一

  ①在萃取操作的演示实验中,将CC1,萃取漠水改为CC1,萃取碘水:②在铜与浓硝酸的反应实验中将铜片改为可调节高度的铜丝:③将实验室废酸液和废碱液中和后再排放:④用双氧水代替高锰酸钾制氧气;⑤使用铜粉与浓硫酸反应制取硫酸铜时,先将铜粉在空气中充分加热制得氧化铜,再将氧化铜溶解在稀硫酸中。

  其中0溴水易挥发有毒的溴蒸气,因此,可使用碘水替代:②中将铜片改为可调节高度的同时,能够及时终止反应,减少No2的排放;③中将废酸液和废碱液中和后排放可减少对水的污染:④用双氧水制氧气副产物是水,不会产生污染;

  ⑤中避免了二氧化硫产生的污染,又提高了碳原子的利用率,因此上述操作均符合绿色化学原则。

  二、做好相关例题讲解

  高中化学实验教学中,为使学生更好的体会绿色化学实验过程,给学生留下深刻的印象,使其在实验过程中积极践行绿色化学理念,应注重在课堂上为学生讲解相关例题,巩固学生所学的同时,引发学生进行深入的思考,从而根据实验目的选择最佳实验方案。如在课堂上可为学生讲解如下例题:

  为更好地探求化学实验绿色化,某兴趣小组设计如图1所示的装置,做“铜和硝酸反应”的实验。据此回答如下问题:

  (一)实验前怎样检查该装置的气密性? ____。

  (二)将适量氢氧化钠溶液加入到 d 中,将小铜片放置到c中,将2mL的浓HNO3通过分液漏斗a加入到c中。c中反应的化学方程式为:____。在将2ml的蒸馏水通过a加入到c中,c中可以看到的现象:____。

  (三)给出如下三种实验方案:0反应物为Cu、浓硝酸;

  ②反应物为Cu、稀硝酸:3反应物为Cu,02、稀硝酸;则能体现绿色化学理念的最佳方案是一,理由是:一对于问题(1)检查装置气密性的操作为:将b关闭,并向试管d中加水至浸没长导管口,将试管c和d的胶塞塞紧,加热c,冷却后看进入到d管中的水是否下落。对于问题(2)

  c中发生的是Cu和浓硝酸的反应,方程式为:Cu+4HNO,(浓)

  -=Cu(NO)+2N02 t +2H,0,加入蒸馏水后,浓硫酸变成稀硝酸,因此反应速率会变慢,而且生成No,气体颜色会变浅。对于问题(3)0反应中会产生有毒的气体N2,@会产生有毒的气体No,3不仅消耗硝酸的量少,而且不产生污染物,符合绿色理念。

  三、开展相关实验活动

  高中化学实验教学中为更好的提高学生的绿色化学实验理念,锻炼学生的实验探究能力,应积极联系学生生活,创设相关的实验问题情境,要求学生思考作答,并注重给予学生针对性的引导,使其成功地完成实验,增强其化学探究的自信。如回收类型的实验有助于提升学生的环保意识,教学中可组织学生开展如下实验探究活动:为研究破旧电池的回收再利用,可向学生提供旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu),要求学生回收Cu并制备Zno,要求学生按照如图2所示的流程进行相关的实验探究:

  为保证实验的顺利进行,可设计如下问题要求学生思考作答,使其在实验的过程中少走弯路,顺利的完成实验任务。

  (一)“溶解”操作中可以适当的提高温度,目的是____,但加热温度不能过高,原因是:___。

  (二)写出铜被溶解的化学反应方程式:___

  (三)铜帽溶解后,将溶液加热沸腾以去除溶液中的

  (四)“过滤”后,将滤液蒸干使之完全失水,能否得到纯净的Znso,___,原因是___

  对于问题(1)适当提高温度可以加快反应,提高溶解速率。但是温度过高则会导致H02分解。问题(2)中,根据已知条件以及化学知识可知铜被溶解的化学反应方程式为:Cu+H,S0,+H10 CuS0,24,0。问题(3)中当铜帽完全溶解后将溶液加热至沸腾,目的是去除溶液中的过氧化氢。问题(4)中将滤液蒸干使之完全失水,并不能得到纯净的ZnS04,因为前面的操作加入了氢氧化钠,因此还存在杂质硫酸钠。当学生认真分析上述问题后,并积极查阅相关资料,最终在教师的指引下完成了实验操作。

  四、启发学生改进实验

  高中化学实验教学中,应注重引导学生养成良好的实验习惯,做好实验过程的总结与反思,尤其从绿色化学实验角度分析实验装置、实验试剂、实验思路等存在的不足,并结

  合自身知识储备,对相关的环节进行优化,在保证实验顺利完成的同时,减少对环境带来的不良影响、如在讲解“绿色化学实验”知识后,要求学生积极联系所学,对“氯气与金属钠反应”的相关实验操作进行改进。最终学生经过积极思考,提出了如下的优化方案:如图3所示,将一根玻璃管与氯气发生器相连,取一块黄豆粒大的金属钠,吸净煤油后放在玻璃管内,而后将一团浸有氢氧化钠溶液的棉花球塞进玻璃管尾部,进行预热,当钠融成圆球时,撤火,通入氯气进行实验。

  通过如此改进实验,浸有碱液的棉花球能够吸收未反应的C12,有效的避免其污染空气,巩固学生实验作为灵活性的同时,能很好的提高其绿色化学实验意识,使其在以后做化学实验时养成良好的习惯。

  结束语

  高中化学实验教学中为提高学生的环保意识,应结合自身教学经验做好教学内容的合理安排,并积极采取针对性的措施将绿色化学实验渗透至相关教学环节,使学生牢固掌握化学实验知识,养成运用绿色环保理念设计、分析化学实验的良好习惯。

  参考文献

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