微型化學實驗室在保證實驗效果的前提下,盡量減少實驗試劑的用量,使實驗小型化、微型化。在教學中推廣使用微型化學實驗不但簡易、實用、經濟,保護環境,而且對培養學生的綠色化學理念有著積極作用。
在傳統的實驗教學中,標準的實驗儀器設備,偏重于實驗操作的模仿,缺乏對動手能力和創新能力的培養,微型化學實驗的開展有利于實驗課的開設,提高學生的動手機會。微型化學實驗著力于培養學生良好的環保意識、安全意識、創新意識。
新課標化學教材中的實驗所占的比重很大,實驗過程中產生的大量有毒、有害物質對環境和人身健康具有一定的危害。用綠色化學的觀點改進中學化學實驗是培養學生綠色化學理念的有效途徑?;瘜W選修Ⅵ《實驗化學》中,對微型化學實驗就有所闡述和例
舉,如《氯氣的生成和性質的微型實驗》等。對中學化學實驗進行微型化,使其向無污染方向發展,是當今中學化學實驗的發展方向。
一、探索微型化學實驗的構建
1.鈉與水反應的實驗改進
鈉與水的反應,向裝有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞,然后投入小塊鈉(綠豆大?。┯^察實驗現象。將這一實驗改進為微型實驗。操作步驟:找一個廢棄的礦泉水瓶,裝水3/4,滴入酚酞2~3滴;找一個配套的橡膠塞子,將下端插入一根針,留一半在外,取一小塊鈉,用露在外的針扎上,然后左手用力擠壓礦泉水瓶子至水剛好到達瓶口,右手迅速將塞子塞入礦泉水瓶,觀察鈉與水反應的現象,產生的氫氣可以直接進行燃燒實驗。
2.氨氣噴泉實驗的改進
氨氣噴泉實驗要求教師在課前預先收集好氨氣,在課堂上演示,由于氨氣易擴散,如果制取氨氣時通風條件不好,容易泄露,造成污染。改進實驗需取2支注射器和2個試管,在一支試管中裝入固體生石灰,塞上塞子,一支注射器中裝入濃氨水,插入橡皮塞,另一支注射器也插入橡皮塞;取下空注射器,留下針頭,接上橡皮管,套上干燥試管,將注射器中的濃氨水打入試管,即產生氨氣,并被上面的試管吸收;當氨氣收集滿后,用橡皮塞塞緊,用注射器裝滿酚酞溶液擠入,即可形成噴泉。
3.銅與稀硝酸實驗的改進
銅與稀硝酸反應生成的一氧化氮由無色變成紅棕色的過程變化,如果在實驗中氣密性不好,不容易觀察,甚至會導致有害氣體泄露,對學生造成危害。可做如下方式改進:
將銅絲一端卷成螺旋狀,另一端穿過橡皮塞,用膠頭滴管滴加稀硝酸,上下拉伸銅絲控制其與硝酸的接觸,產生的氣體用注射器吸收,觀察無色氣體,反應結束后取下注射器,迅速吸入少量空氣,并立即套上橡皮套,觀察氣體由無色變成紅棕色,最后在注射器中吸入NaOH溶液以除去氣體,防止污染空氣。
二、構建微型化學實驗的意義
1.培養學生的創新能力
開展微型化學實驗的設計活動,為學生提供了更多的動手平臺,有效增強了學生學習化學的興趣,同時,借助微型化學實驗使學生親身體驗實驗,自己動手創造實驗,對學生動手能力和創新能力的培養有著非常積極的作用。
2.傳播綠色化學理念
從某種意義上講,學校中的環境污染主要源于化學實驗。培養學生的環保意識是實現化學實驗綠色化管理的最基本保障?;瘜W實驗產生的廢棄物,如果不經處理直接排放,不僅會造成環境的污染,還會淡化學生的環保意識。因此,在化學教學中應該時刻注意強化學生的環保意識,強化學生對社會高度負責的主人翁精神。環境保護人人有責,從我做起,從實驗室做起,構建微型化學實驗有助于對這一思想進行滲透。
(作者單位 江西省貴溪市實驗中學)