渗透“节能”理念,开展具有绿色思想的化学实验
2018-03-21袁冬梅
袁冬梅
摘 要:追求绿色是当代各个国家重点研究的主题,现在越来越多的人都意识到绿色生活对我们的益处,纷纷加强了对绿色理念的理解。国家为了培养学生的绿色思想,加强树立高中生的绿色意识,在化学学科中,注重从绿色化学概念、内容以及化学学科中涵盖的环境问题出发,在教学过程中渗透“節能”理念,开展坚持绿色思想的化学实验,旨在加强学生的绿色思想。本文将从四个方面表述如何在化学教学中渗透“节能理念”,开展展现绿色思想的化学实验。
关键词:节能理念;绿色思想;化学实验
【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2018)02B-0081-02
伴随着世界人口的急剧增长,我们可利用的资源越发匮乏,人均用水量、矿产等资源占有量也是逐年递减,人类与可利用资源的矛盾日渐突出,环境污染也愈发严重,自然环保问题成为每个国家的重要任务,作为化学教学探究人员,我们应该肩负重任,在化学教学中渗透“节能”意识,开展展现绿色思想的化学实验,让每个学生树立牢固的绿色化学思想和节能环保理念。
一、合理平衡,设计反应原理
我们都知道,每一个化学反应的依据就是该反应的基本原理,只有符合反应原理,这个反应才能按照本该发展的方向进行。所以,培养高中生理解化学平衡,设计反应原理的能力是十分必要的。在化学教学中,我们应该将教学重心放在引导学生合理平衡反应,并设计反应原理,进而在教学过程中体现绿色思想。
一次,在教学人教版高三化学选修四第三章第四节《难溶电解质的溶解平衡》一课时,学生们对于溶解平衡的概念不熟悉:在一定温度下,当沉淀溶解的速率=沉淀析出的速率时,固体质量、离子浓度不发生变化,他们无法准确判断溶解平衡状态的条件。于是,我以AgCl沉淀溶解为例:AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq)展开实验,让学生借此实验认真观察并判断AgCl沉淀溶解平衡时的状态,进而加深理解它在溶解平衡时的特征:属于可逆过程、达到平衡时,AgCl溶解速率与其沉淀速率相等于一个不为零的数,溶液中的其他离子总浓度不发生变化、当逐步改变外界条件时,平衡将发生改变。然后让学生再依据该溶液中离子溶度积Qc与Ksp的大小关系,控制反应进行的方向,并为此设计反应原理。
通过这次的教学体验,笔者发现学生们在我的引导下,采取合理平衡反应,设计反应原理的学习方法,取得了不错的成效,一方面他们对难溶电解质的溶解平衡这一节的知识点的理解层次更深了,并且他们在实验操作过程中充分践行了“节能”的理念,提升了对绿色思想的领悟水平。
二、材料循环利用,整合赘余流程
毋庸置疑,化学学科中离不开化学材料,同理,化学实验中涉及各式各样的化学试剂,我们需要在实验具体操作中引导学生遵循减少污染、循环使用材料、简化实验装置、节约费用,缩短实验时间、整合赘余流程的原则,这样既节约成本,有利于实验的开展,而且对环境保护有一定的协调作用。
比如,在教学人教版高一化学必修一第四章第四节《氨、硝酸、硫酸》一课时,我让同学们提前搜集制取氨气的相关书籍,然后给学生们一些药品试剂,让学生从其中挑选最恰当的试剂组织实验制备氨气,学生们以NH4Cl和Ca(OH)2为反应物制备氨气,化学反应方程式为:NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3,他们根据氨气是否的密度比空气小,采取向下排空气法收集,将湿润的红色石蕊试纸与棉花团放在试管口附近,去除另外检验氨气是否收集满的步骤,进而达到整合赘余流程的目的,而至于处理剩余的氨气,他们想到可以溶于水中,制备氨水循环利用的方法。
学生们在我的带领与引导下,深深地将绿色化学思想烙印在脑海中,并将其付诸行动,他们将这种“节能”理念运用在平常的实验中,把化学实验危险系数降到最低,循环利用材料,整合赘余流程,达到效益最大化,进而提高化学材料的利用率,树立起牢固的绿色化学思想和节能理念。
三、积极创新,自制防污装置
当今社会筛选人才的原则为:积极创新、思维活跃。为祖国培养创新型人才是我们高中教师不可推卸的职责,身为一名高中化学教师,我主张在教学中让学生提出自己的想法,发散思维。让学生根据实际需要想象并制作防污装置,进而将实验污染系数降到最低,达到绿色实验的效果。
例如,在教学人教版高一化学必修一第四章第三节《硫和氮的氧化物》一课时,我们都知道硫和氮的氧化物绝大多数都是环境污染物,SO2是刺激性气体,危害呼吸道。我了解到学生们对硫和氮的氧化物的物理和化学性质都比较了解,但是超出我意料的是在如何处理SO2、NO、NO2上存在不足,他们不知道该用哪种方法将SO2、NO2、NO对大气的污染降到最低。于是,我引导他们在验证SO2的漂白性、还原性时,为了将剩余的SO2去除,在装置末端连接一只上方有倒扣漏斗且装有NaOH溶液的烧杯,将SO2通过与NaOH反应转化为Na2SO3。而在处理NO2和NO尾气时,可以通过改变该气体与O2的体积百分比,让其完全溶于水转化为HNO3溶液。
经过这次实验设计后,我不得不说,学生们潜在的创新能力得到较好的激发,产生了意想不到的效果。因此,需要通过良好地引导,使他们的创造力得到激发。
四、科学替代,使用无毒溶剂
化学实验中难免会存在大量的有毒、易燃、易爆试剂,如何引导学生正确、科学、安全地使用化学试剂,降低实验污染是教师在教学过程中应该做的。我们应该善于启发学生,使用无毒溶剂替代有毒有害的试剂,最大限度地降低环境污染系数,完成绿色转化。
如在教学人教版高三化学选修四第四章第三节《电解池》一课时,我认为,教师可以引导学生参与实践活动:水的电解微型实验,可用水替代一些有毒溶剂,让学生进一步掌握电解池的特征。学生们展开实验:将导线、电池连接完毕,用多功能滴管滴加经过稀释的NaOH溶液于半管中,然后在滴管下部接上两枚大头针充当电极,在六孔点滴板的其中一个孔中加入多功能滴管,当颈部弯曲后让其淹没一个装有洗涤剂的孔,学生会发现当电解开始时,放有洗涤剂的孔上会产生泡沫,从而表面可能有气体产生。在几乎不出现泡沫时,关上开关,移开多功能滴管,用打火机点燃泡沫,听到刺耳的爆鸣声。实验结束后,学生总结用微型实验的优点,说道:这样既可以简化实验装置,通过用无毒溶剂替代有毒溶液,可以减少污染,提高安全系数。
相信大家都知道,化学绿色化就是将化学实验绿色化。我通过这次观看学生操作化学实验使用无毒溶剂的过程,坚定了我在教学中启发学生勤动脑,正确实施绿色实验的理念,这样让学生在参与中提高了对绿色化学的认识。
总而言之,在如今的环境现状中,我们需要紧紧跟随着国家的步伐,以可持续发展为核心,加大绿色思想的传播力度,在化学教学中渗透“节能”理念。这样做有助于改善环境,让学生通过学习相关专业知识,充分利用资源实现防治污染的化学方法,为今后从事与环境保护相关的工作打下基础。
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