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如何在中学化学教学中特别是在中学化学实验中自然、和谐、生动地渗透“环保意识”,减少环境污染,全面提高科学素质,是摆在化学教育工作者面前一个全新的课题。
一、如何在中学化学实验中培养学生的环保意识
“一个化学过程中使用的物质或物质形态,应考虑尽量减小实验事故的潜在危险,如气体的释放、爆炸和着火等”,这是“绿色化学”中的一条安全原则,可将其渗透到中学化学实验中。
例如:在演示白磷和红磷着火点对比实验时,可以先投影问题让学生思考:反应发生时燃烧物易爆溅;燃烧时有大量白烟产生且有毒。1、它是什么物质?2、实验时你应采取什么措施?学生各抒己见后,教师引导学生从不污染教室环境、安全和便于观察等角度出发来讨论、分析。接着教师再做演示:开启排风扇和窗户,取用最小量药品,当学生看到白磷和红磷先后燃烧的现象后,立即在燃烧物上方加盖沾有氨水的玻璃钟罩,并连同铁架台迅速移出教室外,以确保实验安全和强化学生的安全意识及环境意识。
二、如何教给学生在化学实验中减少污染
笔者在实验教学中摸索到以下几种方法:
1、改进实验方法,使有害物质转为无害物质甚至是有益的物质
如一氧化碳还原氧化铁的实验,教材上是将未反应的CO和产生的CO2收集在一个塑料袋中,而此实验需持续地将CO通入玻璃管中,所以CO和CO2量较大,很容易使塑料袋炸裂从而导致有毒的CO逸于大气中,即使不炸裂,实验后也要将袋内的CO放空,从而污染大气。其改进方法是将未反应的CO用导管引回到加热玻璃管的酒精灯火焰上燃烧使其转化为CO2,且燃烧时放出的热可缩短CO还原Fe2O3的时间。
2、将几个实验合并在一起,使存在几次污染的实验变为一次污染甚至无污染
如“铜与浓硫酸反应的实验”可与“二氧化硫使品红溶液褪色的实验”合并在一起,将前者产生的二氧化硫通入品红溶液中,达到一举两得的目的。
3、在不影响实验效果的前提下,将某些易产生有害物质的实验换为产生无害物质的实验
如“比较电解质溶液导电能力的实验”,教材上用的酸、碱、盐分别是盐酸、醋酸、氢氧化钠、氨水和氯化钠,其中的盐酸和氯化钠溶液在通电时,电解产物中存在有害的氯气,所以可以将盐酸和氯化钠溶液换为稀硫酸和硫酸钠溶液,电解这两种物质的水溶液产生的是氢气和氧气。这样既达到了比较电解质溶液导电能力强弱的目的,又避免了氯气的污染。
4、成品化的实验
如“温度对化学平衡移动的影响”实验,可用盛有NO2和N2O4混合气体的两个玻璃球来进行,一个球插入热水中,另一个球插入冷水中,插入热水中的气体颜色变深,插入冷水中的气体颜色变浅,从而说明温度对化学平衡的影响。
这说明,用密封有化学药品的成品化的仪器来完成的化学实验,仪器及药品可循环使用,不存在污染。
5、微型化实验
如“卤素各单质的活动性比较实验”中,如将试管改为点滴板,污染会降低。即在点滴板的两个井穴内分别滴入2滴KI溶液,再在滴有KI溶液的两穴内分别滴入两滴饱和氯水和溴水,用细玻璃棒搅拌,然后再滴入一滴淀粉溶液,可观察到溶液变蓝,即证明溶液中有碘单质被置换出来从而使淀粉变蓝。另外也可用滤纸或玻璃片来代替试管。氯水和溴水用量的减少,大大减轻了因氯气和溴蒸气所造成的污染。在演示实验中若将此实验与电教手段相结合,则可以弥补因微型化而造成的现象不明显。
这样可在保证实验现象明显的前提下,减少实验药品的用量。
6、强化学生的环境意识,正确处理废液和用剩药品
如废液要倒入废液缸并经过处理后方可排放或埋掉,如有毒物必须经过分解,废酸要用石灰乳中和等。通过引导学生规范、安全地操作,在掌握知识的同时,培养学生严谨的科学态度和健康的实验心理,增强学生的安全意识和环境意识。
(作者单位:063300 河北省唐山市丰南职教中心)
一、如何在中学化学实验中培养学生的环保意识
“一个化学过程中使用的物质或物质形态,应考虑尽量减小实验事故的潜在危险,如气体的释放、爆炸和着火等”,这是“绿色化学”中的一条安全原则,可将其渗透到中学化学实验中。
例如:在演示白磷和红磷着火点对比实验时,可以先投影问题让学生思考:反应发生时燃烧物易爆溅;燃烧时有大量白烟产生且有毒。1、它是什么物质?2、实验时你应采取什么措施?学生各抒己见后,教师引导学生从不污染教室环境、安全和便于观察等角度出发来讨论、分析。接着教师再做演示:开启排风扇和窗户,取用最小量药品,当学生看到白磷和红磷先后燃烧的现象后,立即在燃烧物上方加盖沾有氨水的玻璃钟罩,并连同铁架台迅速移出教室外,以确保实验安全和强化学生的安全意识及环境意识。
二、如何教给学生在化学实验中减少污染
笔者在实验教学中摸索到以下几种方法:
1、改进实验方法,使有害物质转为无害物质甚至是有益的物质
如一氧化碳还原氧化铁的实验,教材上是将未反应的CO和产生的CO2收集在一个塑料袋中,而此实验需持续地将CO通入玻璃管中,所以CO和CO2量较大,很容易使塑料袋炸裂从而导致有毒的CO逸于大气中,即使不炸裂,实验后也要将袋内的CO放空,从而污染大气。其改进方法是将未反应的CO用导管引回到加热玻璃管的酒精灯火焰上燃烧使其转化为CO2,且燃烧时放出的热可缩短CO还原Fe2O3的时间。
2、将几个实验合并在一起,使存在几次污染的实验变为一次污染甚至无污染
如“铜与浓硫酸反应的实验”可与“二氧化硫使品红溶液褪色的实验”合并在一起,将前者产生的二氧化硫通入品红溶液中,达到一举两得的目的。
3、在不影响实验效果的前提下,将某些易产生有害物质的实验换为产生无害物质的实验
如“比较电解质溶液导电能力的实验”,教材上用的酸、碱、盐分别是盐酸、醋酸、氢氧化钠、氨水和氯化钠,其中的盐酸和氯化钠溶液在通电时,电解产物中存在有害的氯气,所以可以将盐酸和氯化钠溶液换为稀硫酸和硫酸钠溶液,电解这两种物质的水溶液产生的是氢气和氧气。这样既达到了比较电解质溶液导电能力强弱的目的,又避免了氯气的污染。
4、成品化的实验
如“温度对化学平衡移动的影响”实验,可用盛有NO2和N2O4混合气体的两个玻璃球来进行,一个球插入热水中,另一个球插入冷水中,插入热水中的气体颜色变深,插入冷水中的气体颜色变浅,从而说明温度对化学平衡的影响。
这说明,用密封有化学药品的成品化的仪器来完成的化学实验,仪器及药品可循环使用,不存在污染。
5、微型化实验
如“卤素各单质的活动性比较实验”中,如将试管改为点滴板,污染会降低。即在点滴板的两个井穴内分别滴入2滴KI溶液,再在滴有KI溶液的两穴内分别滴入两滴饱和氯水和溴水,用细玻璃棒搅拌,然后再滴入一滴淀粉溶液,可观察到溶液变蓝,即证明溶液中有碘单质被置换出来从而使淀粉变蓝。另外也可用滤纸或玻璃片来代替试管。氯水和溴水用量的减少,大大减轻了因氯气和溴蒸气所造成的污染。在演示实验中若将此实验与电教手段相结合,则可以弥补因微型化而造成的现象不明显。
这样可在保证实验现象明显的前提下,减少实验药品的用量。
6、强化学生的环境意识,正确处理废液和用剩药品
如废液要倒入废液缸并经过处理后方可排放或埋掉,如有毒物必须经过分解,废酸要用石灰乳中和等。通过引导学生规范、安全地操作,在掌握知识的同时,培养学生严谨的科学态度和健康的实验心理,增强学生的安全意识和环境意识。
(作者单位:063300 河北省唐山市丰南职教中心)