微型化学实验势不可挡(共6页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上微型化学实验势不可挡 微型化学实验是20世纪80年代崛起、国际公认能体现绿色化学理念的一种化学实验的新技术和新方法。它具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点，并以其良好的教学功能和教学效果，在化学实验教学改革等领域扮演着重要的角色，引起世界各国化学界的高度重视。中学微型化学实验是微型化学实验的重要组成部分，更是当前中学化学实验教学改革的热点。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。 由于微型化学实验仪器具有小巧便携、不易破碎、液体试剂在多用滴管中不易流出等优点，使每个学生都有条件装备自己的化学实验箱。这就为改革化学课堂教学提供了方便与可能。实践证明，微型化学实验对中学化学教学的改革有如下主要优点： 1.可使绝大多数学生都有动手做实验的机会，改变过去那种“一人做、大家看”的局面；使学生由过去被动“等待”和“接受式“的学习方式，变为“主动”和“探索式”的学习方式；使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导”的教学方法得以实验。 2.极大地培养了学生学习化学的兴趣。由于微型实验既安全又节约，教师可以放心地让学生一人一组做实验。通过亲手做实验，以可帮助学生理解和形成化学概念，可以培养观察和实验能力，同时，有效地激发了学生学习化学的兴趣。学生盼着上微型化学实验课，做作业、复习或预习等，根本不用教师督促。 3.使随堂实验、实验室分组实验、家庭小实验和课外活动实验等都得以开展。 4.有利于培养学生既动脑又动手、理论联系实际和解决实际问题的能力。 5.有利于培养学生关心自然、关心社会的情感和创新精神。 6.对办学条件较差，缺少仪器药品和实验设备的农村中学，促进了其对化学实验代用仪器药品的开发和推广。 7.能改善实验室环境。可大幅度地减少实验室空气和水体排放污染，有益于师生的健康。 一、问题的提出 在新课标化学教材中实验所占的比重很大，实验过程中往往会产生、排放大量的有毒有害物质，这些物质的排放给环境造成了危害。用绿色化学观点改进中学化学实验，是培养学生绿色化学思想又一重要的教育方法。同时，实验又是绿色化学教育中不可缺少的组成部分。对中学化学实验进行微型实验，使其向无污染方向发展，这是当今中学化学实验的发展方向。 二、研究目的与要求 1.研究新的绿色的化学实验：根据化学教学需要，发现、设计或选择没有污染和安全的实验取代那些污染严重或危险性大的实验。 2.深入对微型化学实验的研究：在能获取所需化学实验信息的前提下，采有“尽可能少剂量实验”，以减少或消除实验废物。 其中，加强对无毒气污染实验的研究是绿色化学实验研究的一个重点，因为，消除了有毒气体的污染就是消除了基础化学实验中最大的污染源。我们在采用微型化学实验进行教学实践时，对绿色化学实验问题进行了初步的研究与实践，营造了较为良好的课堂实验教学环境。 三、微型化、绿色化实验研究案例 案例一，铜与稀硝酸反应制取一氧化氮 存在的问题铜与稀硝酸发生反应的化学方程式为： 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O。铜与稀硝酸反应，由于产生的无色一氧化氮很容易与空气中的氧气反应生成红棕色二氧化氮，从而无法判断出铜与稀硝酸到底是生成一氧化氮还是二氧化氮，实验现象与理论反应无法吻合，给教学工作带来负面影响，而且气体泄漏会污染空气。 改进措施1.把两片铜片放进注射器内，向注射器内吸取少量水，再排净，注射器内无空气。 2.向注射器内吸取稀硝酸，迅速把注射器的针头插入胶塞，使装置与空气隔绝，把注射器倒立，记录稀硝酸的体积。 3.观察注射器内的现象并记录稀硝酸的体积。反应一段时间后，把无色气体挤入密闭盛有空气的小瓶内，观察小瓶内气体颜色的变化。 案例二，实验室制取氯气及氯气性质实验。 存在的问题氯气是有毒气体，泄漏到空气中会污染大气，影响身体健康。而且验证氯气性质实验较多，按照教材操作比较繁琐，且不可避免造成氯气泄漏。 改进措施实验装置如右图：五条滤纸条（宽约为1cm，长不超过试管直径），纸条上分别滴有品红试液；石蕊试液；淀粉-KI试液；Na2S溶液；KBr溶液；高锰酸钾晶体；吸有浓盐酸的胶头滴管。 实验步骤：实验时只须挤几滴浓盐酸即可发生变化：褪色；先变红后褪色；变蓝；出现淡黄色固体；变为橙红色。 案例三，浓硫酸的脱水性实验。 存在的问题人教版高一课本P134，在200ml烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后注入15ml的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。实验过程中，由于蔗糖及浓硫酸用量的偏多，其炭化过程中伴随碳的氧化反应产生的二氧化碳、二氧化硫酸性气体副产物的产生，带来了严重的室内污染问题，经常使授课教师和学生处于严重的有害气体环境之中。 改进措施取2g蔗糖（C12H22O11）放入大试管中，加入约5ml浓硫酸，迅速搅拌，然后塞上带导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中，观察实验现象。这样用大试管代替小烧杯作为实验仪器，实验中蔗糖的用量由10g减少至2g，浓硫酸用量由原来的1015ml，减少为5ml，甚至23ml。试管代替了烧杯，虽然反应物用量减少，但由于实验仪器高度的增加，生成的碳块儿沿着试管壁“长”高，反倒增强了实验的演示效果，达到了实验的预期目的。 四、小结 微型化学实验是在绿色化学理念下，在微型化的条件下对化学实验的创新性变革，是21世纪的化学工作者所应掌握的一种新技术、新方法；深刻领会到中学微型化学实验在激发学生学习兴趣、强化动手能力的训练、提高科学素质、培养创新思维、树立绿色化学观念等方面的独特功效，进一步明确开展中学微型化学实验的现实意义、目标和方法，增强自己的使命感。 当然，微型化学实验也有它的不足之处。例如，较忽视基本操作的规范性，较少考虑实验中有关的安全因素等。因此，微型实验虽然具有许多优越性，但也并不是所有实验都可用之代替的。在教学中，应根据实验的内容、目的、现象和定量要求等进行选择，使常规实验和微型实验相结合，两者取长补短，这样可以发挥更好的教学效果。专心-专注-专业