中学化学实验绿色化设计--精.doc

中学化学实验绿色化设计 长武中学 陈宝凤 鉴于中学化学实验内容众多，本文便不一一例举。中学化学实验绿色化重在体现绿色化。本文将选取几个具有代表性的实验，其在传统化学教学中的方法进行改进，从而突出化学实验绿色化的精神和要旨。2.1改进实验一 2.1.1 实验器1:2稀硝酸 铜片 蒸馏水 稀NaOH 注射器 胶塞 烧杯 2.1.2实验装置 ： 2.1.3实验原理： Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 2.1.4铜与稀硝酸反应实验步骤 1、取一体积较大的注射器（如上图）,并连接胶塞密封针头口。打开胶塞,拔出活栓,放入2～4片铜片,并使其平放在注射器的底部，然后推进活栓。 2、将注射器口浸入蒸馏水中,抽拉活栓,吸入一定量蒸馏水，倒置注射器，排出内部气泡，并将蒸馏水尽量排净。 3、将注射器口浸入稀硝酸中,抽拉活栓,吸入20mL稀硝酸,塞上胶塞。注射器内的稀硝酸与铜发生反应,生成的气体推动活栓不断地向外移动。当气体体积约占注射器容积的一半时,打开胶塞,推动活栓,将混合液注入烧杯中,使反应停止进行。塞上胶塞,观察注射器内气体和烧杯中溶液的颜色。 4、打开胶塞,抽拉活栓,吸入少量空气, 塞上胶塞，观察注射器内气体的颜色变化。 5、将注射器内气体推入氢氧化钠溶液中进行吸收。 2.1.5浓硝酸与铜反应实验步骤 1、取一体积较大的注射器,并连接胶塞密封针头口。打开胶塞,拔出活栓,放入少量2～3片铜片,并使其平放在注射器的底部，然后推进活栓。 2、将导管口浸入浓硝酸中,抽拉活栓,吸入5mL浓硝酸,塞上胶塞。注射器内的浓硝酸与铜发生反应,生成的气体推动活栓不断地向外移动。当气体体积约占注射器容积的一半时,打开胶塞,推动活栓,将混合液注入烧杯中,使反应停止进行。塞上胶塞,观察注射器内气体和烧杯中溶液的颜色。 3、打开胶塞,抽拉活栓,吸入少量蒸馏水,塞上胶塞，将注射器上下倒转几次, 观察注射器内气体的颜色和体积变化。 4、打开胶塞,抽拉活栓,吸入少量空气, 塞上胶塞，观察注射器内气体的颜色变化。 5、将注射器内气体推入氢氧化钠溶液中进行吸收。 2.1.1改进实验优点 1、实现了在隔绝空气条件下铜与浓稀硝酸的反应。 2、观察到了NO的真正颜色。 3、将NO与氧气，NO2与H2O的反应整合进来。 4、密闭装置内反应，毒气不外排，绿色且环保。 5. 取材方便，操作简单，现象明显，可比性得到了增强，而且可以随时终止反应。二氧化硫的制取和性质）2.3.6实验优点 改进后的实验相对于传统中学化学实验不仅节约了实验的成本，而且现象更加明显，同时减少了废弃物对环境的污染，从而达到了化学实验绿色化的基本要求。在中学化学实验中，许多实验在操作过程中会造成大气及水的污染，教师应对污染严重的实验进行优化，使其成为绿色化学实验。 例如硫酸的脱水性实验，取白砂糖10g，研细后放入小烧杯中，加入1~2 mL水调匀，加入10~15mL浓流酸，小心搅拌，观察现象。此实验由于白砂糖和浓硫酸用量多，其碳化过程中会产生二氧化碳、二氧化硫酸性气体副产物，造成严重的室内污染。为了解决这个问题，进行了实验的优化，采取的方法：取2g白砂糖放入大试管中，加入约3mL浓硫酸，搅拌后迅速盖上带导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中。用大试管代替小烧杯，白砂糖的用量由10g减少至2g，浓硫酸由原来的10~15mL减少为3mL。 2.4.1实验优点 反应物用量减少，反应产物用品红溶液吸收，大幅度减少了有害气体的排放量，生成的碳块儿沿着试管壁向上延伸，既增强了实验的演示效果，又保证了实验者的身体健康。在无机化学实验中“三废”的排放一直是人们关注的问题。对于产生废气( 如 Cl2、Br2、N2O、NO、NO2、SO2、H2S 等) 的实验均应在通风橱内进行。若实验中产生大量有毒气体，应该安装气体吸收装置来吸收气体，然后进行处理图。废液、酸碱盐是主要的污染物。对不含有毒害离子的稀酸和稀碱的废液，在实验时应随时收集于相应的中，达到一定数量时相互中和。在含钡废液中加入硫酸钠溶液，过滤后才可排放。对于含硼废液和浓缩废液，可利用阴离子交换树脂吸附。对于含有等重金属离子的废液可采用碱液沉淀法，使这些金属离子转变为氢氧化物或碳酸盐沉淀，过滤收集滤渣，检验滤液中不含有相的重金属离子后才可排放。对于含铬(VI)废液，可以在酸性条件下先用还原剂(硫酸亚铁或硫酸加铁屑)还原至铬(III)后，再转化为氢氧化物沉淀，将滤渣收集保存，滤液经定性分析后无六价铬就可以排放。对于含氟废液，可加入石灰乳，放置一夜后过滤，滤液加酸中和