化学实验教学渗透环保教育理念的尝试

赵洪梅

面临日益严重的环境问题,中学阶段应注意培养学生的环保意识。结合化学学科特点对学生进行环保教育,在化学实验教学中从化学实验中尾气的吸收处理,化学实验后废弃物的回收利用和开展微型化学实验三个方面着手渗透环保教育理念,本人做了有益的尝试,现整理成文,希望对化学试验教学有所裨益。

一、在化学实验中做好尾气的转化或吸收处理,增强学生的环保意识

化学实验经常伴随气体物质生成,这些气体中许多是有毒或有害的,散发到空气中会造成环境污染。在不影响实验结果、观察效果的前提下改进实验内容及仪器装置,或变化实验的形式,从而尽量减少实验产生的气体对环境的污染,不仅有利于学生对化学知识的学习,更是对学生加强环境教育的极好机会。

在一些有毒气体产生的实验里, 如在制取CO的装置上,增加尾气处理装置,或者及时烧掉,把有毒气体转化成无毒或毒性降解物。又如高一化学中关于硫酸的工业制法这一节,介绍了环境保护初步知识,在授课时列举一些实例和数据,说明二氧化硫的危害,结合二氧化硫和氮的氧化物的回收处理,可以向学生提出一些问题让他们思考。如在生产和实验中可能产生的硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等废气,为了不使它们扩散到大气中去,你用什么方法将它们分别除去,又怎样利用这些废气制得有用的化工产品?在组织学生讨论的基础上最后归纳为:对于酸性物质,一般可用碱溶液吸收制成相应的化工产品(如一氧化氮、二氧化氮可用氢氧化钠溶液吸收)。同理碱性物质通常就用酸液来吸收(如氨气可用浓硫酸吸收)。

某些有毒物可使它转化为沉淀或可溶物(如硫化氢可通入硫酸铜溶液中,转化为硫化铜沉淀)等等。这样使学生掌握消除或减轻环境污染的简单原理。

强调尾气吸收的重要性,使学生深深认识到只要涉及气体排放问题就应考虑尾气处理,从而培养学生的环保意识。目前有很大一部分师生没有意识到化学实验中尾气的处理这一问题的重要性,甚至对—些直接对人体有害的气体如氯化氢气体、二氧化硫等的排放也等闲视之,认为这类气体在实验中排放量小,不会造成多大污染,在实验室中习惯把尾气通入通风橱,这种做法也是不正确的,一样会造成环境污染。

二 、做好化学实验后废弃物的回收利用,培养学生的环保素养

化学实验室历来为药品、玻璃仪器的高消耗区,废弃物的高产生区。合理利用和有效回收化学实验室的废弃物,将会大量节约实验经费,减少有毒、有害物质对环境的危害。化学实验药物的回收利用和培养学生的环保素养是一项重要而又不容忽视的教学内容。

对于废酸废碱液的回收利用,化学实验室平时可以设废酸液、废碱液两个废液缸,把实验中的废酸液(如《浓硫酸的性质硫酸根离子的检验》实验中学生稀释的剩余硫酸,在《乙烯的制取和性质》实验中最后的混合液中仍存在的浓硫酸等)、废碱液都集中倒在指定的废液缸中收集起来,既减少了对下水道的腐蚀,又能利用废物。有的废酸可用于第二课堂活动,也可用于洗地板、厕所等。废碱可以放在挥发性酸的药品柜里,用以消除酸气,寒、暑假到来之际在药品室里摆放几盆废碱液,就能大大消除酸性臭气。在演示实验中不忘在这方面留下示范,在分组实验中有计划地安排学生回收药物。

回收催化剂等非反应试剂,如《化学反应速率化学平衡》的催化剂对化学反应速率的影响的实验中,MnO2 是H2O2分解生成O2的催化剂。在实验结束时,要求学生将小试管中的H2O2和MnO2 一起倒入指定的回收容器(烧杯等)中,以便集中回收MnO2。重复使用主要是将上一个实验步骤中剩余的药品以及回收来的化学药品用到下一个实验步骤中或用到其他的实验中去。如前面提到的浓硫酸稀释后,不是直接倒掉,而是用到后面的浓、稀硫酸性质的比较实验中去。再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于浓盐酸制取氯气的实验中。这样,大大减少了药品用量,提高了药品使用效率。

三、开展微型化学实验,激发学生的创新精神,保护环境

所谓微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。

首先,利用滤纸、小试管、点滴板、多用滴管等微型化的仪器。如在学习氯、溴、碘性质递变规律时,一位教师引导学生进行如下微型实验设计:(1)在一张滤纸的中心处,滴上一滴饱和NaBr溶液,待其润湿之后,再滴上1滴氯水,滤纸出现黄色的斑点;(2)在黄色的斑点处,再滴上一滴饱和NaI溶液,滤纸上的斑点颜色又变成浅褐色;(3)浅褐色的斑点处,再滴上一滴淀粉溶液,滤纸上的斑点再变为蓝色。又如高一的《氯、溴、碘的性质氯离子的检验》《同周期、同主族元素性质的递变》《浓硫酸的性质硫酸根离子的检验》,高二的《镁、铝及其化合物的性质》《乙烯的制取和性质》《铁及其化合物》《化学反应速率化学平衡》等实验中均以12×70 mm的小试管来代替常规试管。这些实验改进在节约药品的同时都可激发学生的创新精神,保护环境。

其次,降低试剂的浓度,如《同周期、同主族元素性质的递变》这一实验中的氯水、溴水、碘水的浓度没有明确规定。而高浓度的氯、溴对人身体有较大的毒害。因此,我就把氯水、溴水的浓度尽可能降低,如溴水的外观由棕红色稀释至淡黄色。此外,酚酞、石蕊、品红、甲基橙等指示剂均适当降低浓度,如酚酞、石蕊原浓度为0.5%～1.0%,可减少到0.1%～0.25%,也可以相应减少酒精的用量。而硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度则可由0.01mol/L降为 0.005mol/L。以上实验药品的减量都增强了实验效果。因此,在保证获取最有效实验信息的前提下,应尽可能地降低实验药品用量,减少药品损耗,预防环境污染。

总之,化学实验教学不仅要传授知识,培养操作技能,还要培养学生环保意识,掌握如何运用化学知识来改善环境、治理环境的方法。改革教学实验内容,狠抓实验操作规范化,要妥善处理化学实验中的废弃物,充分体现环保教育特色。

作者单位:河北省抚宁县第一中学