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1、綠色化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)兩則摘要:銅絲在氯氣中的燃燒、硫在氧氣中的燃燒等實(shí)驗(yàn)在半敞開的集氣瓶中進(jìn)行,易造成空氣污染,影響師生身體健康,為解決這一問題,對(duì)此類實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:污染空氣實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)(一)銅絲在氯氣中燃燒的綠色化設(shè)計(jì)人民教育出版社全日制高級(jí)中學(xué)教科書(心修)第一冊(cè)第四章《鹵素》實(shí)驗(yàn)4-1,用坩堝鉗夾住一束銅絲,灼熱后立刻放入充滿氯氣的集氣瓶里。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。然后把少量的水注入集氣瓶里,用玻璃片蓋住瓶口,振蕩。觀察溶液的顏色。一、實(shí)驗(yàn)存在的缺點(diǎn)1、污染環(huán)境,影響教師及學(xué)生健康實(shí)驗(yàn)時(shí)銅絲會(huì)劇烈燃燒,使集氣瓶
2、里充滿棕黃色的煙,由于此實(shí)驗(yàn)在半敞開的集氣瓶中進(jìn)行,此時(shí)棕黃色的煙及未反應(yīng)完的氯氣也從集氣瓶口冒出,直接操作的教師難以忍受,此時(shí)需盡快把坩堝鉗及殘余銅絲取出,蓋上玻璃片暫時(shí)離開講臺(tái)一會(huì),而后需再一次打開集氣瓶口,注入少量水。此時(shí)又會(huì)]造成第二次污染。此實(shí)驗(yàn)的效果很明顯,但當(dāng)實(shí)驗(yàn)成功之時(shí),氯氣已彌漫在整個(gè)教室,造成了環(huán)境污染,影響到教師及學(xué)生的身體健康。教師對(duì)這一實(shí)驗(yàn)既喜歡又敬畏。2、操作繁鎖,需三次打開裝氯氣的集氣瓶(包括實(shí)驗(yàn)后除去殘余的氯氣),造成多次污染。二、實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下設(shè)計(jì):1、實(shí)驗(yàn)的裝置
3、和藥品;實(shí)驗(yàn)裝置如圖1圖1銅絲在氯氣中燃燒2、實(shí)驗(yàn)器材125毫升集氣瓶1個(gè)、5毫升的注射器2個(gè)、細(xì)銅絲長(zhǎng)度5厘米多根、粗銅絲長(zhǎng)度10厘米1根、7號(hào)橡膠塞1個(gè)、水、氫氧化鈉的濃溶液等。3、實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法儀器的組裝:a)將粗銅絲一端彎成一個(gè)圓環(huán)(不封口),另一端穿過7號(hào)橡膠塞;將3根5厘米長(zhǎng)的細(xì)銅絲對(duì)折,紐曲三轉(zhuǎn),一端留一個(gè)小圓環(huán)掛在粗銅絲的圓環(huán)上。要保證細(xì)銅絲的位置在集氣瓶?jī)?nèi)的中心,這樣才能使細(xì)銅絲與集氣瓶?jī)?nèi)的氯氣充分反應(yīng)。b)用5毫升的注射器取5毫升水后,插入制好的橡膠塞中。4、實(shí)驗(yàn)操作步驟a)按圖準(zhǔn)備好裝置并制取
4、一瓶干燥的氯氣,把組裝好的7號(hào)橡膠塞用手拿著直接放在酒精燈上對(duì)準(zhǔn)細(xì)銅絲加熱至灼熱,而后放入氯氣瓶中塞緊,觀察反應(yīng)現(xiàn)象。b)燃燒結(jié)束后,可觀察到注射器中的水由于負(fù)壓的作用已被完全吸入瓶中,振蕩集氣瓶,可觀察到水變成藍(lán)綠色(氯化銅溶液的顏色與注入水量的多少有關(guān)),然后給向?qū)W生展示。c)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,用另一注射器針筒吸入10%的氫氧化鈉溶液,換下吸水的空針筒,并注入到集氣瓶中,振蕩以除去裝置內(nèi)殘余的氯氣。三、裝置改進(jìn)的意義1、裝置制作簡(jiǎn)單,操作方便。2、裝置的密封性強(qiáng),安全、環(huán)保,避免了氯氣的多次污染。3、該裝置可連續(xù)使用(下
5、一個(gè)平行班只需將燃燒后殘余的細(xì)銅絲取下,另換一根即可)。4、實(shí)驗(yàn)前向?qū)W生介紹裝置,提出問題:該改進(jìn)裝置與原裝置有何異同?實(shí)驗(yàn)完畢讓學(xué)生思考回答。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),樹立綠色化學(xué)的理念,培養(yǎng)和增進(jìn)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。5、本實(shí)驗(yàn)還可用于鐵絲在氯氣里的燃燒實(shí)驗(yàn)。6、本實(shí)驗(yàn)裝置稍加改動(dòng)還可用于硫磺粉在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)以及磷在氯氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)。有異曲同工的效果。(二)硫在氧氣中燃燒的綠色化設(shè)計(jì)一、原裝置的不足人民教育出版社義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書,九年級(jí)上冊(cè)[實(shí)驗(yàn)2-3],硫在氧氣中的燃燒。教材中,本實(shí)驗(yàn)要求
6、在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,目前一般的教室沒有通風(fēng)櫥,故生成的氣體易造成污染。為解決這一問題,筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了綠色化設(shè)計(jì)。二、實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)1、實(shí)驗(yàn)的裝置:實(shí)驗(yàn)裝置如圖2圖2硫在氧氣里燃燒2、實(shí)驗(yàn)器材125毫升集氣瓶、5毫升注射器、燃燒匙、90度彎形玻璃管、單孔7號(hào)橡膠塞、氣球、橡皮筋、氫氧化鈉的濃溶液等。3、實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法儀器的組裝:(1)將燃燒匙、90度彎形玻璃管、單孔7號(hào)橡膠塞按圖組裝連接,90度彎形玻璃管的一端綁上一個(gè)氣球;(2)用5毫升注射器取5毫升的氫氧化鈉的濃溶液后,插入到制好的組裝橡膠塞中。4、實(shí)驗(yàn)步驟(1
7、)按圖準(zhǔn)備好裝置并制取一瓶氧氣,在燃燒匙里入少量硫,加熱,直到發(fā)生燃燒,觀察硫在空氣里燃燒時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象;然后把盛有燃著硫的裝置伸進(jìn)充滿氧氣的集氣瓶中,塞緊膠塞,再觀察硫在氧氣里燃燒時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象,比較硫在空氣里和氧氣里燃燒有什么不同。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,把注射器中的氫氧化鈉溶液注入集氣瓶中,振蕩以除去裝置內(nèi)生成的二氧化硫氣體。三、裝置改進(jìn)的意義1、裝置制作簡(jiǎn)單,操作方便;2、裝置的密封性強(qiáng),安全、環(huán)保,把污染降低到了最低程度。主要參考文獻(xiàn)[1]人民教育出版社化學(xué)室.全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(必修)化學(xué)第一冊(cè)[M].北京:人
8、民教育出版社,2006:64-69.[2]人民教育出版社,義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書,九年級(jí)上冊(cè)[M].北京.人民教育出版社,2008:34.[3]樂青.一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)[J].《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》,2006,11:50.