微型綠色化學實驗的探索與思考

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

2、實驗時間、安全性高、操作性高、污染低或無污染、趣味性高”等優(yōu)點。有利于實驗課的開設，提高學生動手操作的機會。采用微型實驗改進化學實驗教學，將實驗微型化、趣味性、節(jié)能化、環(huán)?；蛣?chuàng)造性融為一體，著力于培養(yǎng)學生良好的環(huán)保意識、資源意識、安全意識、創(chuàng)新意識。注射器是一種普通的醫(yī)療器械，但它在化學實驗裝置和習題中出現(xiàn)的越來越多，如2008年上海高考化學試題的26題就是利用注射器來考查實驗的創(chuàng)新能力。我在平時化學實驗中，巧用注射器改進實驗方法進行微型綠色化學實驗方面做了一些嘗試和整理，和各位同仁一起探討和研究。1實驗改進1.1氨氣噴泉的微型實驗

3、1.1.1設計意圖氨氣的噴泉實驗是高中化學的重要演示實驗，教材中實驗裝置如圖所示。該實驗操作要求老師課前預先收集好氨氣，到時課堂再做演示，由于氨氣易擴散，如果當時制取氨氣教室通風不好，容易泄露氨氣，造成污染，如果將實驗改進成將氨氣的制備和氨氣的噴泉實驗結合在一起的二合一微型實驗裝置，操作簡單，成功率100％，也非常適合于學生分組實驗。1.1.2改進的實驗裝置51.1.3實驗說明（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）該實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯，針筒不需干燥，適合學生的分組實驗使用。1.2空氣中氧氣含量的測定1.2.1設計意圖空氣是學生從化學角度認識的第一種物質(zhì)，了解空氣的成分并通過實驗探究空氣中氧氣的體積分數(shù)是化學課程標準的重要內(nèi)容之一，引導學生認識和探究身邊的化學物質(zhì)，了解化學變化的奧秘，激發(fā)化學學習的興趣，是初中化學教學的重要內(nèi)容。按照人教社

5、初中化學課本上的實驗裝置測定空氣中O2含量時，如圖，存在以下問題：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。為了簡化實驗操作，減小誤差，可對該實驗作如下改進。1.2.2改進的實驗裝置1.2.3實驗說明（1）用試管作反應容器，磷的燃燒均在密閉容器里進行，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燃燒結束，試管冷卻后松開彈簧夾，可以看到活塞慢慢左移到2mL刻度處。說明空氣中氧

6、氣的體積分數(shù)為1/5。1.3銅與稀硝酸反應的實驗1.3.1設計意圖課本中的銅與稀硝酸反應的實驗是在試管中進行的，其缺陷有：生成的一氧化氮氣體的無色不易觀察；無色氣體變?yōu)樽厣慕缦薏磺?。如果將注射器引入實驗中，可以讓裝置密封，氣體不能外逸，便于學生觀察NO為無色氣體，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）分階段進行。1.3.2改進的實驗裝置1.3.3實驗說明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銅絲。教師工作室;g4ug0cm5[②裝上注射器的玻璃活塞，推動活塞排盡玻璃筒內(nèi)的空氣，吸入少量

7、的稀硝酸。并讓學生觀察實驗現(xiàn)象。教師工作室m(I+lx$j71^+V.I③待注射器玻璃筒內(nèi)的無色氣體的體積約為2ml時，取下橡皮塞，拉動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。并讓學生觀察實驗現(xiàn)象，會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設計意圖氫氧化亞鐵的制備原本是教師演示實驗，教材演示實驗中出現(xiàn)的違反常規(guī)的操作（即滴管插入液面下）肯定會引起學生的疑惑，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、察到理想的實驗現(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，這難以使學生信服，影響了學習效果。此實驗若采用注射器來完成，則效果明顯。教材中實驗裝置1.