微型綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索與思考

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1、微型綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索與思考趙敏魏戚光昆明市第十四中學(xué)云南昆明650106摘要　微型綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)思想的指導(dǎo)下，用盡可能少的試劑，在微型儀器中進(jìn)行的一種安全的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。儀器的微型化、試劑的微量化、實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性和綠色化是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要特征。一次性注射器在微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的用途極為廣泛，它可以代替許多儀器來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。本文就巧用注射器改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行微型綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面做了一些嘗試和整理。關(guān)鍵詞　綠色化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)　注射器　創(chuàng)新能力微型綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有“儀器容量小、藥品用量少、操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)過(guò)程快、現(xiàn)象明顯、實(shí)驗(yàn)成功率高、節(jié)省

2、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、安全性高、操作性高、污染低或無(wú)污染、趣味性高”等優(yōu)點(diǎn)。有利于實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)，提高學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。采用微型實(shí)驗(yàn)改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)微型化、趣味性、節(jié)能化、環(huán)保化和創(chuàng)造性融為一體，著力于培養(yǎng)學(xué)生良好的環(huán)保意識(shí)、資源意識(shí)、安全意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)。注射器是一種普通的醫(yī)療器械，但它在化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和習(xí)題中出現(xiàn)的越來(lái)越多，如2008年上海高考化學(xué)試題的26題就是利用注射器來(lái)考查實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力。我在平時(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，巧用注射器改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行微型綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面做了一些嘗試和整理，和各位同仁一起探討和研究。1實(shí)驗(yàn)改進(jìn)1.1氨氣噴泉的微型實(shí)驗(yàn)

3、1.1.1設(shè)計(jì)意圖氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要演示實(shí)驗(yàn)，教材中實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。該實(shí)驗(yàn)操作要求老師課前預(yù)先收集好氨氣，到時(shí)課堂再做演示，由于氨氣易擴(kuò)散，如果當(dāng)時(shí)制取氨氣教室通風(fēng)不好，容易泄露氨氣，造成污染，如果將實(shí)驗(yàn)改進(jìn)成將氨氣的制備和氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起的二合一微型實(shí)驗(yàn)裝置，操作簡(jiǎn)單，成功率100％，也非常適合于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。1.1.2改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置51.1.3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（1）裝置中所用的儀器是醫(yī)用一次性注射器，在去掉活塞的注射器針筒中注入生石灰，用另一注射器吸入濃氨水，將注射器內(nèi)的濃氨水注入到針筒內(nèi)，濃氨水遇生石灰迅速產(chǎn)生氨氣

4、，將上部注射器活塞上推。（2）用注射器吸入一定量酚酞試液，將注射器針頭刺入含有大量氨氣的針筒內(nèi)，盡可能將針頭全部插入注射器，再輕推注射器活塞，將少量酚酞試液注入注射器針筒內(nèi)，針筒內(nèi)很快就形成紅色噴泉。（3）該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象明顯，針筒不需干燥，適合學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)使用。1.2空氣中氧氣含量的測(cè)定1.2.1設(shè)計(jì)意圖空氣是學(xué)生從化學(xué)角度認(rèn)識(shí)的第一種物質(zhì)，了解空氣的成分并通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的重要內(nèi)容之一，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和探究身邊的化學(xué)物質(zhì)，了解化學(xué)變化的奧秘，激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，是初中化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。按照人教社

5、初中化學(xué)課本上的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定空氣中O2含量時(shí)，如圖，存在以下問(wèn)題：容器較大，容積5等分存在一定誤差；所需紅磷較多；水位上升位置誤差較大。為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作，減小誤差，可對(duì)該實(shí)驗(yàn)作如下改進(jìn)。1.2.2改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置1.2.3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（1）用試管作反應(yīng)容器，磷的燃燒均在密閉容器里進(jìn)行，可防止白煙污染空氣。用20mL注射器（活塞事先處在10mL刻度處）測(cè)量磷燃燒消耗的氧氣體積。（2）操作：①檢查裝置的氣密性。②裝藥品，連好儀器。③夾緊彈簧夾，加熱白磷，觀察現(xiàn)象。④燃燒結(jié)束，試管冷卻后松開(kāi)彈簧夾，可以看到活塞慢慢左移到2mL刻度處。說(shuō)明空氣中氧

6、氣的體積分?jǐn)?shù)為1/5。1.3銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)1.3.1設(shè)計(jì)意圖課本中的銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是在試管中進(jìn)行的，其缺陷有：生成的一氧化氮?dú)怏w的無(wú)色不易觀察；無(wú)色氣體變?yōu)樽厣慕缦薏磺?。如果將注射器引入?shí)驗(yàn)中，可以讓裝置密封，氣體不能外逸，便于學(xué)生觀察NO為無(wú)色氣體，一氧化氮的生成與一氧化氮的轉(zhuǎn)化可以5（即生成二氧化氮）分階段進(jìn)行。1.3.2改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置1.3.3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明①拔下注射器內(nèi)的活塞，向注射器的玻璃筒內(nèi)放入少量已繞成螺旋狀的細(xì)銅絲。教師工作室;g4ug0cm5[②裝上注射器的玻璃活塞，推動(dòng)活塞排盡玻璃筒內(nèi)的空氣，吸入少量

7、的稀硝酸。并讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師工作室m(I+lx$j71^+V.I③待注射器玻璃筒內(nèi)的無(wú)色氣體的體積約為2ml時(shí)，取下橡皮塞，拉動(dòng)活塞吸入少量的空氣后再迅速在注射器的針頭部位塞上事先配好的橡皮塞。并讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)看到有紅棕色氣體產(chǎn)生，現(xiàn)象明顯。④將氫氧化鈉吸入注射器內(nèi)，將剩余溶液和有毒氣體除掉。1.4Fe(OH)2的制備1.4.1設(shè)計(jì)意圖氫氧化亞鐵的制備原本是教師演示實(shí)驗(yàn)，教材演示實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的違反常規(guī)的操作（即滴管插入液面下）肯定會(huì)引起學(xué)生的疑惑，這恰恰正是探究的絕佳素材；而且按照教材中的要求制備氫氧化亞鐵，很難觀

8、察到理想的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，白色沉淀中往往夾雜著灰綠色，幾乎分辨不出。教材由此要求學(xué)生推理出氫氧化亞鐵很不穩(wěn)定，很快被空氣中的氧氣所氧化，這難以使學(xué)生信服，影響了學(xué)習(xí)效果。此實(shí)驗(yàn)若采用注射器來(lái)完成，則效果明顯。教材中實(shí)驗(yàn)裝置1.