《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》明確指出:我國正處在改革發展的關鍵階段,經濟建設、社會建設及生態文明建設全面推進,人口、資源、環境壓力日益加大,凸顯了提高國民素質、培養創新人才的重要性和緊迫性。因此,在中學化學教學中積極推進對學生環境保護意識的培養和教育成為中學化學課堂教學的必講內容。新型簡易環保試驗瓶的制作和使用,就是加強對學生環保意識教育的活教材。
1.新型簡易環保實驗瓶介紹
新型簡易環保試驗瓶如圖1所示。此裝置為雙層套管式裝置,以玻璃和橡膠為主要材料。外管A上有一導管D,導管D是軟橡皮管,可以用夾子夾住,起密閉容器的作用。內管B上刻有一小孔C,是內管和外管的連接通道。內管B上配備合適的磨口玻璃塞,內外管之間為磨口密封處理。
2.新型簡易環保試驗瓶的應用
2.1固體+液體不加熱制備氣體
2.2氣體和氣體之間的化學反應
2.3模擬精彩實驗
2.3.1霧中鈉燈
2.3.2水中燃燒
人教社九年義務教育三年制初中化學全一冊中白磷的燃燒實驗,產生大量的白煙(主要產物是五氧化二磷)污染了教學環境。用新型環保試驗瓶做此實驗,可克服環境污染這一弊端。
實驗操作:往A管注入20 ml飽和NaOH溶液,B管放入新切割的黃豆粒大小的白磷固體,加水5 ml,從D處通過內管小孔C穿入醫用細膠管,讓其末端接觸磷塊。把新型環保試驗瓶放入盛有熱水的燒杯里進行水浴加熱,當看到磷塊溶化成橢圓狀時,用力壓注射器手柄(事先在25ml針管里充滿氧氣),可以看到瓶內立即出現耀眼的白光,水面上方出現大量白煙(主要成分是五氧化二磷)。將細膠管抽出,讓NaOH溶液進入小孔C,并不斷振蕩,可以觀察到白煙消失(被堿溶液吸收)。
2.3.3銀鏡反應
實驗操作1:首先內管B中裝入新制的銀氨溶液2.5 ml,然后加5滴乙醛溶液,充分振蕩,隨即放入盛有30ml 170℃水的外管A中,操作時注意熱水不得流入小孔C,2分鐘左右,在內管B中可以觀察到光亮的銀鏡。實驗證明,用甲醛代乙醛實驗效果更好。往內管B中滴加濃硝酸可以很快除去銀鏡。
實驗操作2:向潔凈的內管B中注入新制的銀氨溶液2.5 ml,隨后加入1.5 ml10%的葡萄糖溶液,振蕩,然后放進盛有30ml 170℃水的外管A中,經過2—3分鐘,在內管B壁上可以觀察到光亮的銀鏡。
實驗操作3:向潔凈的內管B里注入2 ml10%的NaOH溶液,隨后滴加5%的CuSO4溶液2—3滴,再加2 ml10%的葡萄糖溶液,振蕩,然后放入盛有30 ml 190℃水的外管A中,4 分鐘左右在內管B壁上可以觀察到磚紅色沉淀。
采用本裝置進行銀鏡反應,可以采用最簡便的水浴加熱裝置,不耗酒精,不用具體的支撐裝置,節省藥品,現象明顯,安全環保。
3.新型簡易環保試驗瓶的特點
新型簡易環保試驗瓶具有制作簡易、功能多樣、節約原料、操作簡便、經濟環保等特點,尤其在中學化學實驗的演示教學中優勢更為明顯。此裝置最大的優點是經濟環保,可以減少化學實驗中生成的有毒氣體對大氣的污染。