基于绿色化学理念的高中化学实验改进(推荐)
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基于绿色化学理念的高中化学实验改进(推荐)
第一篇:基于绿色化学理念的高中化学实验改进(推荐)
基于绿色化学理念的高中化学实验改进
【内容摘要】如今,随着新课改得到有效的推广,使得绿色化学理念这一教学理念于化学实验课堂中得到广泛的应用,同时也使其成为了众多化学教师开展课堂教学一个重要研究的课题。
为此,本文将绿色化学理念改进高中化学实验为主要的阐述点进行分析概括,并且根据分析结果制定相应的教学对策以供参考。
【关键词】绿色化学理念高中化学实验
一、优胜劣汰,全面落实“绿色环保”教学理念
在实际的化学实验教学中是根本无法完全杜绝有毒、有害物质的使用的,若是完全不使用将不利于化学实验课的开展。
因此,化学教师需要结合具体的情况巧妙设计出高质量的实验方案,使得“绿色环保”教学理念能够全面地落实于实际的课堂中,从而有效降低化学实验课造成的不良影响,如环境、人体健康产生的不良影响。
例如,在进行“氯气的实验室制备”教学时,本次实验最大的难点就是无法有效控制氯气产生的量,当氯气收集结束后,依然能够看见使用过的圆底烧瓶中仍有不少的氯气在冒出来。
这时候为能够有效遏制这一现象,可将二氧化锰更换为医用的高锰酸钾片。
因医用高锰酸钾片具有较高的密度,使用其与浓盐酸进行反应后,其依然能够在实验过后的几个小时里维持固体形态,很难被其他化学物质溶解掉。
因此,进行实验操作的过程中,教师可以指导学生使用铜网置于试管内部,从而设计出一个简便的启普发生器,这样的装置最大的优势就是在于能够即开即用,有效控制了氯气过多产生而致使环境污染现象发生。
此外,简单的创新能够有效激发学生的学习兴趣,使其主动去探索装置制成的原理,在一定程度上有效强化学生的求知欲,也使得学生逐渐形成绿色的环保意识。
通过这样的教学方式能够是学生深度理解“绿色环保”理念,使得科学规范的实验操作成为化学教学中一个闪光点。
并且在此基础上,促进学生不断地强化创新意识,能够使
用辩证的角度去分析实验,充分发挥想象力不断改进实验步骤。
二、巧妙设计,严格遵循“节约用料”政策
小剂量的实验操作能够在一定程度上有效控制有毒物质造成的污染及伤害。
因此,在实际的实验操作,在确保实验效果的基础上,适量降低化学物品的使用量,并且通过相应的措施进一步改善实验装置及降低药品浓度,尽量采用小试管、多用滴管等一些小容量的微型化仪器来实施实验操作,将“节约用料”作为开展实验的操作原则,以此来设置科学规范的实验步骤。
例如,在进行“铁离子的检验”的教学中,可将滤纸的大小裁剪成适合的尺寸(3×8cm),采用氯化铁溶液滴于滤纸上,剂量控制在2~3滴,再采取硫氰化钾溶液继续滴入,剂量控制在1~2滴,这时滤纸以最快的速度逐渐显示血红色现象,并且清晰可见。
这种教学方式还能够使用于普遍见到且伴随有显著颜色变化的试管实验,如碘与淀粉实验、酸碱性实验等。
给予“节约用料”实验操作原则,还能设计出各式各样的减量实验,从而能够为学生带来理想的节约效果,切身感受到绿色化学所产生的积极影响及便利,并以此将造成的污染及伤害控制到最小值。
三、实验改进,全面贯彻“科技创新”策略
革新是有效控制污染及危害的有效手段之一。
根据实验的具体情况以及学生实际的认知程度,结合“科技创新”制定的相关准则,进一步调整常规的实验装置,如在实验过程中加用尾气处理装置等,进一步转化污染物,从根源上高效控制污染量,显著优化化学绿色实验的效果。
例如,在进行“铜与硝酸的反应实验”教学时,将铜、稀硝酸二者放一起,能使二者通过化学反应产生大量的有害气体(一氧化氮),并散布至空气中,这种现象能够对学生身体产生一定的影响,从而使学生对其产生恐惧心理,加之碱液无法与一氧化氮反应,从而致使污染气体无法吸收。
所以,化学教师可根据相关的知识点使用盖子为橡胶塞的小玻璃瓶(如类似于医学上放置青霉素的瓶子)进一步调整实验装置。
第一,于小玻璃瓶中放置一个小尺寸的铜片,再采用取注射
器将瓶内的空气完全抽空,最后再使用稀硝酸溶液慢慢滴进小玻璃瓶中,短暂的时间过后,学生既能够发现瓶中的?~片上产生有无色气泡,这是铜与硝酸通过化学反应生产一氧化氮的缘故。
接下来化学教师可再使用注射器将向少量空气注进小玻璃瓶中,这时你就会发现瓶中的逐渐转化成颜色为红棕色的气体。
实验顺利地实施可让学生学习的积极性充分调动起来,从而能够使其高度集中注意力去开展实验步骤,有效控制有毒气体的排放,进而获取理想的实验成果。
结语
总而言之,于实际的化学实验操作中引入绿色化学实验的教学理念,能够进一步增进高中化学实验的发展,同时获取显著的教学效率,以循序渐进的方式显著强化学生的绿色环保意识。
所以,在进行实际的化学实验教学中,化学教师必须要以绿色化学理念作为基本的实验原则,充分利用一些有效的教学案例指导学生深度理解环保意识,最终能够让绿色化学全面贯彻于整个实验过程,使学生能够逐渐发展成优秀人才。
【参考文献】
[1] 胡玉林. 绿色化学理念下的精细化学品化学和精细化工实验教学探索[J]. 绿色科技,2014(08):331-334.
[2] 王满刚、张麟文、孙豫. 绿色化学理念在大学有机化学实验教学中的实践与探索[J]. 教育教学论坛,2016(02):238-239.
(作者单位:甘肃省静宁县第一中学)
第二篇:高中化学实验教学改进浅析
高中化学实验教学改进浅析课题组成员
冯焱摘要:中学化学新教材中实验教学时中学教学的重点之一,新教材中化学实验内容及内容呈现形式都发生了重大变化,本文就新教材中的实验教学在教学实施中的一些改进提出了一些简单做法关键词:新教材、实验教学、实验改进、激发兴趣化学是一门以实验为基础的自然科学。
《普通高中化学课程标准(实验)》中明确指出:化学实验对全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用。
中学化学新教材考虑了学生的认知规律和心里特点:鼓励学生自己设计
探究实验:提倡制作低成本的实验等。
化学实验以其不可替代的作用,化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣,创设生动活波的教学情景,帮助学生理解和掌握化学知识和技能,启迪学生的科学思维,训练学生的科学方法,培养学生的科学态度和价值观,由此可见,高中化学新课程十分重视化学实验教学的改革。
从当今化学教学的发展来看,化学实验教学正发生着深刻的变化。
我们对新教材化学实验教学特点进行了初步的总结。
一、实验教学自主化
新教材“化学实验方案的设计”,将制备实验、性质实验、物质检验等实验设计的基本要求、原理、方法等进行了系统地归纳和整理。
新教材中加强了实验的探索性,激发学生的自主性。
如“化学能转化为电能”的实验探究中:我在上课时增加了实验用品,铜片、锌片、碳棒、硫酸铜溶液。
学生首先按书上进行摸索,了解了一点原电池的原理。
接着由于好奇会从实验用品继续选出材料、用品进行探索。
四个同学一组,全班得出好多结论。
比如:电极全是铜片、锌片时电流表指针偏转不明显,但是如果是锌片和碳棒是实验明显:电解质换成硫酸铜溶液时也能成功。
学生对于自己的发现非常兴奋,知识落实较好。
乘兴追击,我布置化学电源中的自我设计原电池。
要求学生收集各种废旧干电池,分解出有用的东西,从家庭中找出各种电解质溶液。
设计好原电池后在全班检验它的电流。
学生积极性很高,设计了好几款原电池。
有些电流较大,如选用白醋,纯碱等:有些电流较小,如采用水果汁,酸奶,饮料等。
学生看到自己设计的电池还真的能发出点来,学习兴趣顿时高涨起来,在获得知识的同时,体验着成功的愉悦,学习效果能不好吗!
二、实验教学趣味化
化学是一门以实验为基础的学科,通过实验的开展,可以激发学生的兴趣,使学生形成一定的观察能力、思维能力与创新精神。
而化学趣味实验以生动、鲜明、新奇的实验现象来引起学生的学习兴趣,能使学生产生强烈的学习动机,从而达到较好的教学效果。
新课程背景下,化学实验趣味化是发展趋势,化学实验趣味化有
利于吸引学生的注意,培养学生学习化学的兴趣,从而提高学生的科学素养。
要在新课改的前提下体现新的教学理念,进行趣味实验教学不失为一种谋求新教学方法的好思路。
因为它能体现新课程理念中学生自主学习、积极参与、乐于探求、勇于试验和勤于思考的思想。
在实验教学过程中把实验趣味化,给学生以鼓励、唤醒和鼓舞,给课堂以生命和活力。
在比较碳酸钠和碳酸氢钠分别于盐酸反应的速率时,新教材改为在试管口套上气球,通过气球涨大的快慢让学生直接观察出反应的快慢,给学生留下了深刻的印象。
在“研究物质的实验方法”时,让学生自己准备家中的自来水,矿泉水,我在课堂利用蒸馏的方法制备蒸馏水。
当学生看到自来水,矿泉水中滴加硝酸银溶液后立即出现了白色沉淀,而向从自来水蒸发制出的蒸馏水中滴加硝酸银溶液,就没有了明显的现象,学生感到很有意思,学习兴趣油然而生。
该实验既使学生掌握了蒸馏实验的操作原理,蒸馏实验的作用,有学会了氯离子的检验方法,生活中的水一般是用液氯来消毒的。
对市场上的矿泉水检验,发现了有些品牌不含氯离子,有些含有氯离子。
学生学以致用特别感兴趣,还问我其他离子如何检验,不仅解决了知识上的问题还激发了学生学习化学的兴趣,真是一举多得。
还有,用苹果或西红柿制作一个原电池的实验,当学生看到水果竟然能发电,高兴的心情无法形容。
这些趣味实验,使学生感到学习化学离他们更近了,体验到化学理论与实际的联系,学得更容易,理解更深刻,教学效果能不好吗?
三、实验改进生活化
随着中学化学实验不断地变化和发展,出现了一些新型的化学实验,其中家庭小实验的形式很受欢迎。
为了提高学生学习化学的兴趣,给学生提供更多的自己动手实验和观察实验的机会,新教材上增加了“家庭小实验”。
既巩固了所学知识,有培养了知识的应用能力,培养了学生的创新思维。
(一)是以学生身边常见的化学物质做实验药品
如从学生最熟悉食盐中了解加碘盐,学生可在家中做,也可在课余到实验室做。
大部分同学事后说刚开始直接加入淀粉溶液中都没有
变蓝色,加硝酸银溶液也没有黄色沉淀,冥思苦想后学生就翻阅资料、上网查找或问同学,才知道计入了碘酸根:最终使食盐成功。
过程的艰辛可到的喜悦可想而知。
再如,用食醋除去水壶中的水垢的实验:用氯水漂白鲜花的实验:用苹果制作原电池的实验:用熟苹果催熟青香蕉等实验。
(二)是利用日常生活中的诸多现象揭示化学反应原理和化学奥秘例如在“含硫化合物的性质和应用”,要求学生对雨水pH进行测定,了解当地雨水状况,分析是否是酸雨:让学生收集家里旁边河道的水进行pH测试,学生从自己的结论中深感保护环境的重要。
这比空洞的说教要好很多,而且很多学生也开始向家人作宣传,不仅知识提高,无形中环保意识也提高了。
通过胶体的学习本质了解多种墨水不能混用。
通过做铝热反应的实验,使学生联想到铝热反应能用来焊接钢轨,对化学反应竟然能放出如此高的能量感到十分惊奇等。
四、实验改进绿色化
新教材中许多实验会产生有毒有害气体,需要对实验装置进行灵活改装。
如铜与稀硝酸的实验可以这样改进:在一个洁净的针管中加入少许铜片,排除空气;另外在小烧杯中注入稀硝酸并微热;用注射器吸取少量稀硝酸,迅速用小胶帽盖住注射器吸口。
当观察到蓝色溶液、无色气体时,打开瓶帽,拉动活塞,吸入空气,会看到气体由无色变成红棕色,此时迅速将气体注入足量氢氧化钠溶液中。
实验简单可行,效果明显、无污染,效果良好,而且还可以培养学生的环保意识。
五、实验改进开放化
所谓开放化是指以教学内容为依据,但不局限于教材,从知识、能力等多方面向外延伸或扩展,创设一些开放性问题情境,拓宽学生的视野和知识面,使学生掌握更多的知识和方法,进而提高学生的综合能力和素质。
新教材就是本着这一原则,把不少化学实验设计成了开放性实验,教学效果大大提高。
例如,钠和水反应一节中,我要求学生设计实验证明和水反应时产生的气体是什么,如何检验,还有其他产物吗?这种开放性实验,其思维容量之大是显而易见的。
试想,
由于学生的认知水平不同,思考问题的角度不同,所设计的方案也不可能完全相同,有点设计非常合理,有的设计比较合理,也有的甚至不合理的、违反常规的,但每个学生都进行了认真思考,在这个设计中,有些同学把金属钠放在煤油下面,倒扣漏斗收集点燃:有些在U 形管中实验等等。
至于得到什么结果并不是最重要的,重要的是设计实验时对知识的体验过程。
提出的方案越多,思考的角度就越广,思维越深刻。
于此同时,进过交流讨论,相互启发,碰撞出许多创造性思维的火花。
学生不但知识学活了,而且实验能力、与人合作能力、科学探究能力等都得到了培养和提高,不仅教学效果显著提高,而且还自然而然的促进了学生学习方式的转变,实现了新课程改革的核心目标。
化学实验的改进是实施课程改革的前提,我们还可以结合所在学校学生的具体情况开设选修课,充分满足不同层次学生的需要,在课程改革中,课程设置逐步向着形成必修课程、选修课程和活动课程三大板块有机结合的体系发展,形成多种教学模式,培养学生学习化学的能力。
总之,如何使实验在教学中既为学生获得知识创造条件,又为培养学生的多方面能力奠定基础,充分发挥化学实验适应素质教育基本要求的特殊功能,值得我们每一个化学教师不断探索和思考。
第三篇:用绿色化学理念改进硫酸亚铁铵制备实验
用绿色化学理念改进硫酸亚铁铵制备实验
:针对无机化学实验硫酸亚铁铵制备中存在着废气污染及产物一级品率低的问题,提出相应的解决办法,改
进后的制备实验切实可行,更符合绿色化学的要求
:硫酸亚铁铵;绿色化学;无机实验
:1005-6629(2018)05-0008-02:G633.8文献标识码:C
1硫酸亚铁铵制备实验的优点与不足之处
“硫酸亚铁铵的制备”是常选化学选修实验之一。
其制备实验步骤为:第一步先制备中间产物硫酸亚铁,第二步将硫酸亚铁与等摩尔的硫酸铵混合蒸发浓缩,利用在0-40℃时复盐的溶解度比构成复盐的任一组分硫酸亚铁和硫酸铵小的特性,冷却至室温析出硫酸亚铁铵结晶,工艺流程如图1所示。
该实验通常选用机械加工及制造行业产生的废弃物——铁屑为原料。
从环境保护的角度来说,属于变废为宝、再生利用钢铁资源的环保型实验。
通过本实验学生一方面可学到一系列化学合成的基本操作如:称量、除杂、加热、倾析、抽滤、溶解、蒸发、结晶,了解利用杂质含量给产品定级的鉴定方法;另一方面,让学生初步认识对于既浪费资源又污染环境的废弃物如何通过化学方法转变为有用物质这一绿色化学工艺。
然而,由于原实验装置为敞开式,废铁屑含有的碳、硫、磷、硅等杂质和硫酸反应时生成H2S、H3P等有毒气体,导致实验室弥漫着强烈的刺激性气体,直接危害师生的身体健康。
另外,实验的结果也不能令人满意,产物能达到级品的学生不多,级品的占了很大的比例,这主要是因为合成硫酸亚铁中间产物时,原实验采用的工艺流程及操作极易导致Fe2+被氧化成Fe3+,增加产物中杂质Fe3+含量。
2改进实验的依据
实现人类的可持续发展,大力发展绿色化学,是时代赋予化学工作者的一项重要战略任务。
高校化学实验的绿色化工作也在不断地探索和全面推进。
绿色化学使用化学药品的基本原则为:不用危害品,循环使用,回收利用资源,零排放。
与绿色化学要求相比,硫酸亚铁铵制备实验存在着以下两个缺点:废气有待治理和未达到原料的最大限度的合理利用。
因此改进硫酸亚铁铵制备实验是对绿色化学指导思想的贯彻执行,有助于学生的环保意识培养和树立充分利用资源!实施绿色化学技术的思想,为学生以后毕业论文设计及走上工作岗位后成为绿色化学的忠实实践者打下基础。
3改进实验探索
3.1实验装置的改进
针对原敞开式实验装置的不足,改进实验将第一步硫酸亚铁的制备改为闭路回收式(见图2),加强对实验过程废气的处理改进前实验装置简单,学生无需太多的动手动脑,而且由于加热过程水份的损失,为避免硫酸亚铁结晶,学生忙于补充损失的水份,无心观察!记录实验现象。
改进后的实验,学生亲自安装实验装置,思考实验前如何检查气密性、实验后如何防止倒吸等问题,更利于锻炼学生的实验操作技能和分析!解决问题的
能力。
改进实验装置密闭性好,冷凝水可循环利用,损失较少,无需补充水份,不会造成硫酸亚铁结晶析出,学生有时间观察记录。
废气经吸收液吸收转变为无害物质,实验室不再充满刺激性气味,环境条件大为改善。
3.2工艺流程的部分改进
硫酸亚铁铵制备实验收率低!产品质量不高的重要原因是Fe2+被氧化成Fe3+。
这主要是由于在酸性溶液中,铁的标准电势E0Fe3+/Fe2+=0.771V,氧的标准电势E0O2/H2O=1.229V,E0O2/H2O>E0Fe3+/Fe2+。
所以Fe2+离子极易氧化成Fe3+。
造成产率低主要在于原实验采用先过滤后混合操作,有的学生为了加快反应速度,不注意调整反应温度,致使FeSO4晶体析出,结晶在抽滤过程中随未反应的残渣过滤掉,造成中间产物的损失从而降低产率另外由于学生过滤操作不熟练使硫酸亚铁溶液氧化而增加了产品中Fe3+含量,降低产品的一级品率。
为此,改进实验采用先混合后过滤的方式,避免了硫酸亚铁的损失和氧化,流程如图3所示。
改进的实验流程中,铁屑与硫酸反应用水浴加热,通过温度计,学生可以控制温度,避免过热反应。
同时利用复盐抗氧化能力大于硫酸亚铁这一性质,将反应完的硫酸亚铁溶液调节到pH<1后直接与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵后再与残渣分离,滤液蒸发浓缩得到硫酸亚铁铵结晶。
经实验验证,改进后产品的收率大大提高,产物合格率全部在级以上,大部分可达级品。
4总结
改进后的硫酸亚铁铵制备实验切实可行,其实验原理与材料与原实验不变,只是改变实验装置及操作步骤顺序,增加洗液吸收。
其实验操作内容如下:①称2g铁屑放入150ml锥形瓶中,加入20mlNa2CO3(1M)加热15分钟,倾析除去碱液,用水洗至pH=7左右。
②烧杯中装入100ml0.01MKMnO4溶液和25ml(2M)H2SO4混合液或装入10%NaOH溶液。
③在盛有洗净铁屑的锥形瓶中加入15ml(3M)H2SO4,按图2安装,实验加热至无气泡产生为止,保证pH<1,若达不到,加H2SO4调节。
④在锥形瓶草绿色溶液中导入4.5g(NH4)2SO4饱和溶液,搅拌10分钟,过滤,称量残渣重量,计算反应
的铁量。
滤液经水浴蒸发至有晶膜生成为止,抽滤至干,用5~10ml乙醇洗涤,继续抽干,取出晶体,在表面皿上凉干,称量,计算产率。
产物按目测比色法检验其中Fe3+含量,确定产品等级。
第四篇:高中化学实验改进的探究与实践
高中化学实验改进的探究与实践
【内容摘要】传统的高中化学教学模式下,教师通常对实验教学加以忽视,使得学生只是停留在知识的表面。
针对这一问题,教师应该采取相关措施,促进高中化学实验教学。
本文主要从三个方面针对高中化学实验改进措施进行分析和探讨,希望可以对高中化学课堂教学起到一定的帮助。
【关键词】高中化学化学实验课堂教学
高中化学是针对高中理科生开设的一门必修课程,其重要性不言而喻。
高中化学课程涉及的知识面较广,且其中有很多化学理论知识。
这些理论知识较为抽象,高中理科生在学习这些内容时会存在一定的困难。
很多化学理论知识都是通过实验提取出来的,从中我们不难看出理论和实践的关系。
化学实验是对化学理论知识的一种直观体现。
要是教师不注重实验教学,就会使学生无法真正弄懂化学知识。
以往教师在教学中只是对实验内容一笔带过,教师主要通过练习让学生加深所学内容,这样就割裂了实验教学和理论教学的关联性。
根据新课改的相关要求,教师应该在高中化学课堂教学中利用化学实验进行教学,帮助学生深化所学知识。
一、从生活实际出发进行实验教学,提高课堂教学的效率
理论知识都是从生活实际中提取出来的,教师在教学中不应该割裂教学内容和生活实际之间的关系。
以往,教师在课堂实验教学主要局限于教材内容,教师让学生根据课本上的描述进行实验,基本上都能够完成实验过程。
但是很显然这种“照葫芦画瓢”的方式存在一定的问题。
学生在这一过程中并没有主动对实验过程和操作进行操作。
针对这一问题,教师应该引入生活实例丰富实验教学,这样能够使学生自主对所学化学知识进行探究,提高自己的实验能力。
比如在进行苏教版高中化学必修(1)专题2“从海水中获得的化。