化學(xué)課堂教學(xué)與生活關(guān)系密切,關(guān)系到社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的方方面面。新教材內(nèi)容的呈現(xiàn)在很大程度上聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際,使化學(xué)更貼近生活,而對(duì)來(lái)源于生活的化學(xué)知識(shí),學(xué)生更希望得到解釋和結(jié)論。新課標(biāo)提倡引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索,進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),體現(xiàn)了對(duì)人的生命存在及其和諧社會(huì)發(fā)展的整體關(guān)懷。
一、與工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系
《化學(xué)1》中氯堿工業(yè)、工業(yè)制漂白粉、玻璃水泥工業(yè),《化學(xué)2》中合成氨工業(yè)、工業(yè)制硝酸、接觸法制硫酸,《化學(xué)反應(yīng)原理》中有關(guān)電解、電鍍銅,都涉及工業(yè)生產(chǎn)。化學(xué)與制藥、石油、橡膠、造紙、建材、鋼鐵、食品、紡織、皮革等與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)衰榮與共。據(jù)統(tǒng)計(jì),大約有50%的工業(yè)化學(xué)家活躍在這些行業(yè)中。
二、與環(huán)境保護(hù)的聯(lián)系
1. 實(shí)驗(yàn)裝置的綠色化
如銅與稀硝酸反應(yīng)制取NO的反應(yīng),一直是中學(xué)化學(xué)必做的演示實(shí)驗(yàn)。
教材中的實(shí)驗(yàn)步驟:試管中加入銅片,再加入少量稀硝酸,立即用帶導(dǎo)管的膠塞塞住試管口,并將導(dǎo)管通入另一盛有NaOH溶液的試管,觀察現(xiàn)象。片刻后將膠塞取下,讓空氣進(jìn)入,再觀察現(xiàn)象。
演示實(shí)驗(yàn)裝置存在的弊端:
①在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前試管中就有大量空氣,所以反應(yīng)所產(chǎn)生的NO會(huì)馬上被氧化成NO2,對(duì)觀察無(wú)色的NO氣體產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。
②另外,實(shí)驗(yàn)完畢后,無(wú)法使反應(yīng)立即停止,一旦銅片和稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO過(guò)多,會(huì)使其向空氣中逸散,污染空氣。
因此,針對(duì)以上問(wèn)題,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改良,改良后不僅裝置簡(jiǎn)單,而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯。
具體步驟和實(shí)驗(yàn)的原理是:
①取一只分液漏斗置于鐵圈上。
②向分液漏斗中加稀硝酸,至液面離漏斗口1厘米左右(目的是避免膠塞塞入時(shí)酸液外溢,并防止空氣殘留)。
③塞上帶長(zhǎng)頸漏斗的膠塞(事先捆上細(xì)銅絲),這時(shí)錐形瓶里反應(yīng)緩慢發(fā)生,產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)加大,使液體被緩慢地壓到長(zhǎng)頸漏斗中直至銅絲與稀硝酸脫離接觸,反應(yīng)即自行停止。
④打開(kāi)分液漏斗的下口活塞,液體逐漸流入燒杯中,長(zhǎng)頸漏斗中的液體也一起流下,使分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)減小,空氣被快速吸入分液漏斗中,使NO被氧化為NO2。
此實(shí)驗(yàn)裝置有效地解決了銅與稀硝酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)難做的一些問(wèn)題,在同一實(shí)驗(yàn)裝置中實(shí)現(xiàn)了制備
NO和驗(yàn)證NO的實(shí)驗(yàn),實(shí)際演示效果也很明顯。
2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綠色化
如O2的制取,課本上用MnO2催化使KClO3分解,反應(yīng)剩余物是KCl、MnO2,反應(yīng)后需處理產(chǎn)物,而且過(guò)程中還可能產(chǎn)生有毒氣體Cl2。綠色化學(xué)法:可改為用分解H2O2的方法制取O2,產(chǎn)物除氧氣外還有水,不構(gòu)成環(huán)境污染,更符合綠色化學(xué)要求。
3.實(shí)驗(yàn)試劑的綠色化
實(shí)驗(yàn)試劑的綠色化包括試劑的減量和替代。
如H2O2的分解實(shí)驗(yàn),課本上用MnO2做催化劑,MnO2是一種強(qiáng)氧化劑,是一種不溶于水的黑色物質(zhì)或無(wú)定形粉末,它的不當(dāng)處理會(huì)造成污染。若以H2O2酶(切一小塊生馬鈴薯即可)代替二氧化錳,催化效果高且無(wú)污染。
三、新能源、新材料的開(kāi)發(fā)
1.新能源
目前人類(lèi)所消耗能源的70%來(lái)自礦物(化石燃料)的燃燒,隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,對(duì)能源的需求量越來(lái)越大,而它對(duì)周?chē)h(huán)境也將產(chǎn)生了越來(lái)越大的影響,且化石燃料終有枯竭之日。解決能源問(wèn)題,一是要提高民眾的節(jié)能意識(shí),使用節(jié)能新技術(shù)、新產(chǎn)品,如發(fā)展城市煤氣、實(shí)行城市集中供熱和聯(lián)片供熱、推廣高效節(jié)能的工用和民用燃具、推廣沼氣和太陽(yáng)灶、開(kāi)發(fā)機(jī)動(dòng)車(chē)節(jié)能和尾氣控制技術(shù)等。二是要積極開(kāi)發(fā)再生清潔新能源(綠色能源),這是解決能源枯竭和環(huán)境污染的關(guān)鍵。
2.新材料
新材料品種五花八門(mén),琳瑯滿(mǎn)目,人們可以按照它們的性質(zhì)不同,初步分為金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和有機(jī)合成高分子材料三大類(lèi),也可按照材料粒度的大小分為常規(guī)材料和納米材料。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,新材料更成為發(fā)展高新技術(shù)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。如信息高速公路是通過(guò)衛(wèi)星通訊和光纖通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這就需要各種航天材料和光纖材料。各種半導(dǎo)體、陶瓷材料使得電子技術(shù)、高溫技術(shù)得以發(fā)展,各種高分子材料豐富著人們的生活,等等。
千姿百態(tài)的物質(zhì)世界與高度發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)將一個(gè)飛速膨脹的知識(shí)系統(tǒng)呈現(xiàn)在我們眼前,隨著時(shí)代的進(jìn)步,學(xué)生眼界的開(kāi)闊,學(xué)生思維越發(fā)活躍,更能讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)探究的樂(lè)趣,掌握科學(xué)研究的方法,感受化學(xué)在解決人類(lèi)面臨的重大挑戰(zhàn)時(shí)所作出的貢獻(xiàn),體會(huì)化學(xué)在和諧社會(huì)的發(fā)展中所起到的舉足輕重的作用,更能激起學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的濃厚興趣。
(責(zé)任編輯 羅 艷)