绿色化学在必修1生产生活中的含氮化合物中应用研究 高中化学教学论文.doc

减小字体 增大字体 作者:免费教育文稿网  来源:eduwg.com  发布时间:2014-10-24 10:06:00

摘要:《普通高中化学课程标准》中指出,要让学生体会到化学对提高生活质量和保护环境的积极作用,形成合理使用化学的意识,新课程设计要渗透绿色化学思想,培养学生环保意识。绿色化学是人类和自然和谐的化学,化学又是实验的科学,化学实验与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在课堂和实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。高中化学实验中存在的这样或那样污染问题,这不利于培养高中学生的环保意识,也对我们广大师生的身体健康造成危害。所以在中学化学教学中,实施体现时代精神的环境教育势在必行,如何实现化学实验绿色化变得非常紧迫。

关键词:高中新课程;绿色化学实验室;绿色化学;实验改进

化学是一门中心的、实用的和创造性的自然科学,在实施高中素质教育中起着十分重要作用。而化学实验是化学学科形成和发展的基础,也是化学学科的灵魂。在培养学生学习化学的兴趣和创新能力方面,化学实验尤其占有极其重要的地位和作用,它可以进一步巩固学生的理论知识,培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力并能获得较熟练的实验技能。高中化学苏教版新教材中约有65%的化学知识是通过化学实验引入,化学实验不仅能够提供化学事实依据,而且还可以训练科学探究的方法、技能、能力、思维,培养科学态度、价值观点与行为习惯。因此实验既是一种重要的教学方法手段,又是重要的学习内容领域。《普通高中化学课程标准》在课程性质中明确指出,要让学生体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用,形成合理使用化学的意识,课程设计要帮助学生树立绿色化学思想,养成环境保护意识1绿色化学是人类和自然和谐的化学,化学又是实验的科学,化学实验与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。

目前,一般中学化学实验室都没有直接处理实验废弃物的能力,有些具有环保意识的化学教师和实验人员会自觉地对废弃物进行初步处理,力求达到无毒排放。但更多的化学教师只注重让学生掌握化学实验过程、实验现象和实验所验证的化学原理,对实验残余物的去向则不闻不问,让学生直接冲洗掉或退还实验室。绝大部分实验人员在上级没有任何关注和监控措施的情况下,是不会对实验残余的有毒、有腐蚀性的物质进行处理,而直接排入下水道或空气中。很多下水道跟江、河相通,即使渗人地下,其危害也是不可估量的。于是,绿色化学已经成为高中进行环境教育的一门必修课程。这门课程的开设,对于培养新世纪的公民环保意识是十分有益的。与此同时,绿色化学的思想已逐渐成为指导各种化学实验的基本出发点。绿色化学的思想和某些基本的知识已经成为培养全民环境意识、普及环保知识的一个不可缺少的重要内容。高中化学实验,直接反映化学与环境的关系,是进行绿色化学教育的前沿阵地。绿色化学使广大青少年从小就能至少从化学的角度认识到科学技术、自然和社会的统一性,认识到科学技术在我们当代中国可持续发展中的重要作用。2

所谓绿色化学(Green Chemistry)又称环境友好化学(Environmental  Friendly Chemistry)、可持续发展化学(Sustainable  Chemistry)、清洁化学(Clean  Chemitry)。是指从污染预防的基本思想出发,在化学品生产的始端就采用预防的科学手段,包括原料和试剂在反应中的充分利用(原子经济性),实现整个过程和终端均为零污染或零排放,设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用,它是实现化学污染防治的基本方法和科学手段。3其目的是把现有实验化学和化工生产的技术路线从先污染、后治理改变为从源头上根除污染”.

我国有数以万计的化学实验室或化学实验课堂,几乎每天都在排放着数量庞大的污染物,这样,化学实验室不就成了一座座小型化学污染厂,化学实验课不就成了污染课了吗?那么,如何既发挥化学实验的教学功能,确保化学教学质量,又能有效减轻或避免化学实验所造成的环境污染呢?这的确是对化学实验教学提出的重大问题与挑战。带着这一问题,本人查阅了相关文献,发现基于人类与自然和谐关系视野下的绿色化学思想是目前化学科学发展的价值理念与策略抉择,而基于绿色化学思想的绿色化学教育理念则是解决上述问题的重要思路。而且,有些化学教育研究者已经提出了绿色化学教育思想,指出绿色化学教育是化学教育的新课题,呼吁中学应进行绿色化学教育 4要实现高中化学实验绿色化,必须解决两个问题:一是培养教师和学生的绿色化意识;二是应用绿色化学的原理来改进教材中有关高中化学实验,尽可能的消除现行化学实验的污染。

如何使我们广大教师在课堂教学过程中对于一个最佳的绿色实验方案,在实验设计时要充分体现(微型化)”(密封性)”(组合实验)”(新型替代品)”(改进实验)”等绿色思想。

例如:苏教材化学必修198页【实验3】浓氨水与浓盐酸反应、化学必修1100页【实验1】【实验2】铜与浓、稀硝酸反应这三个实验。发现它们比起以往教材的设计有了较大改进,但在实际操作的过程中仍存在以下不足:

Ⅰ、浓氨水与浓盐酸反应

实验原理:NH3+HCl=NH4Cl

①由于浓氨水与浓盐酸具有强烈挥发性,直接放置在烧杯中做实验会造成大气污染。

②产生的白烟仍有部分会从烧杯口向空气中扩散,烟雾混在一起,不利于学生们观察。

③实际实验操作中,在滴加浓氨水、浓盐酸后对实验者(学生)的眼睛、鼻子造成较大的刺激。

Ⅱ、铜和浓硝酸、稀硝酸反应

实验原理:Cu+4HNO3() =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

          3Cu+8HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O

          2NO+O2=2NO2        2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

          NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+2H2O

在【实验2】中结果学生观察到的实验现象是红棕色的气体,但无法说明其还原产物为NO气体。

产生的NO的量不容易控制,而且在做实验的过程中会产生的气体量较大,浪费了大量药品。

③实验装置不够简单,采用排水法收集气体会有硝酸生成,这样会腐蚀师生手部的皮肤。

④在实验操作中不能很有效的控制化学反应的发生和停止。

⑤实际操作的过程中步骤太繁琐,反应后没有后续的吸收装置(尾气吸收装置),会造成大气污染,损害师生身体健康。

铜与稀硝酸反应所产生的一氧化氮气体遇空气立即变成二氧化氮,得不到较纯净无色气体,对产物颜色的判断存在影响,对实验结论缺乏说服力.

为解决以上几个问题,本人在实际的教学过程中,巧妙利用广口瓶和青霉素瓶做实验,并且收到了很好的实验效果。

1.实验改进后的实验装置

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