中学化学可控全封闭无毒无害实验装置的研究.doc

中学化学可控全封闭无毒无害实验装置的研究 宁波二中 邱伟民 张义君 关键词：全封闭、无毒、无害、研究开发、研究性学习 1、问题的提出和研究的目的 随着教育改革的深入，学生的素质及对学生素质培养的要求也在快速的提高。中学化学实验应逐步满足各种要求。在提高未来人口环境意识素质及清楚环境污染的方法上于中学时代逐步打下一个良好的基础。这既是中学化学教育，尤其是中学化学实验教学面临的任务，又是它追求的一个方向。 现行中学教材涉及的化学实验中易燃、易爆、有毒有害物质彼彼皆是。很多实验的设计及操作过程中普遍存在着对环境的产生污染，对学生造成伤害的潜在危险。所以提出了“可孔全封闭无毒无害化学实验装置”问题的研究，其目的似乎通过对这项问题的研究和实践，改善中学化学基础实验教学的条件，达到在学生学习掌握化学知识的实验技能的同时，逐步养成良好的科学习惯，形成科学态度、科学方法，以及关心自然、保护环境、爱护人类的情感。 2、研究方法和过程概要 该项研究直接的讲就是针对学生学习过程中触及到的物质性质及制备等实验，将其一一提取出来做为“批判”、“改进”的对象，再逐一的进行分析、研究。其研究方法最大的特点是以教师指导下的学生研究性学习为主体，通过如下的程序来进行。 并且在每一小课题的研究活动当中使学生的知识、能力、意识和情感得到逐步的积累。在量的积累中得到质的飞跃，同时得到许许多多的以成套装置为凝固形式的研究成果。 3、全封闭化学实验原理 全封闭式化学实验原理，是将制备物质的发生器、该种物质多种性质实验的反应装置以及尾气吸收和转化装置，根据每个化学实验的特点进行组合，装置成以套可控的完全封闭的系统。实验过程中的反应物、生成物、副产物及尾气等物质，均控制在此系统中，凡是有毒、有害、易燃、易爆的物质都在封闭系统里完成吸收、转化。从系统中释放出来的都是无毒、无害的物质，并可消除易燃、易爆的隐患。 依据每个具体化学实验特点，尽量选择廉价易得的物质，做消毒转化剂。如水、火、碱液、氨气、酸液等 4、可控全封闭式化学实验基本装置 全封闭式化学实验装置式针对现行教材中的暴露式、敞口式、半封闭式实验方式的弊端，进行“批判”，“研究设计”而实现的，它一般可分为如下三种形式。 （1）、可控全封闭隔离式装置 所谓全封闭隔离式化学实验装置是将发生器、净化器、性质实验的反应装置以及尾气的吸收和转化装置组成一个完全封闭的系统，制得的气体物质的多种性质实验，能单独隔离开进行的一套实验装置。如可控全封闭隔离式乙烯的制取及性质实验装置（例图及说明略） （2）、可控全封闭流程式装置 所谓全封闭流程式装置是将发生器、净化器、多种性质实验反应装置以及蔚起的吸收与转化装置，串联成一个完全封闭的系统。其中各种物质的多种性质实验可以连续进行的一套实验装置。如全封闭流程HNO3和铜的反应装置。（装置及说明略） （3）、可控全封闭组合式装置 所谓全封闭组合式化学实验装置是将发生器、净化器、多种性质实验的反应装置以及尾气的吸收和转化装置，采用隔离式与流程式相结合的方法，组成一个完全封闭的系统。其中各种性质实验：有的必须用隔离式单独进行，有的可以用流程式连续进行。（例图及说明略） 5、全封闭式化学实验关键性问题及解决措施 （1）、全封闭式实验过程中，系统的内压较大，欲随时往气体发生器里加入液体时，必须加做使用的恒压装置才能顺利的解决。常用的方法有2种。（图式略） （2）、防止液体倒流不能用人工的方法解决，必须用防倒自控器，才能保证实验顺利进行。自控器一般在有气液相相接触可能发生倒吸的部位都要用到 可选择小型使用的自控器。 （3）、清除反应系统中部分装置里残余气体或实验结束后清除整个系统里残余气体时，必须设计相应的排废气装置使之进入消毒转化器里清除毒害。 6、全封闭化学实验操作程序 （1）、按设计要求组装好成套实验装置。 （2）、检查装置的气密性，或整套或分段部分的检验。 （3）、根据每个具体实验的特点，采取相应的全封闭措施。如或火封、或液封、或弹性容封、或气封等。 （4）、按操作步骤进行实验。 （5）、实验结束，先清除吸收整个系统的残余气体，然后拆卸实验装置进行清除。 7、实施全封闭式无毒无害化学实验的教学原则。 （1）、凡是培养学生双基的化学实验，都要使用无毒、无害的物质。 （2）、对敞口式和半封闭式化学实验要进行全面分析，对学生无毒作用、又不污染环境的一些实验应予保留，否则都应进行彻底的改进。 （3）、凡对必做的有毒、有害、易燃、易爆一类的化学实验，首先要以确保安全和无污染的前提下，尽可能地注意资源的综合利用，然后设计出符合前提要求的实验方式，实现化学实验教学的无毒、无害化。 （4）、凡是有毒、有害、易燃、易爆的这类实验，都要建立在可控的全封闭的基础上进行设计，使之能保证原实验的效果、目