滲透“綠色化學”理念，創(chuàng)新中學化學微型實驗

李志風 楊發(fā)福

[摘 要]對中學化學實驗進行綠色化改進和創(chuàng)新具有重要意義。以“綠色化學”理念為指導，對氯氣的制取及其性質(zhì)實驗進行設計改進，構(gòu)建綜合性微型實驗，實驗裝置簡單，實驗效果明顯，同時減少污染，節(jié)約藥品，是一個典型的“綠色化學”理念指導下的中學化學微型實驗創(chuàng)新范例。

[關(guān)鍵詞]微型實驗；綠色化學；創(chuàng)新

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）20-0063-02

化學實驗有助于鍛煉學生的思維能力和創(chuàng)新能力，是探究和學習物質(zhì)及其變化的基本方法，也是科學探究的一種重要途徑。在實驗中加強對“綠色化學”理念的滲透，減少實驗藥品消耗和環(huán)境危害，對于全面發(fā)展學生的化學學科素養(yǎng)有著極為重要的作用。因此，作為教師，要勇于創(chuàng)新，在遵循實驗原理的基礎上，對一些步驟復雜的、有危險性的實驗進行改進，讓其成為簡單、方便的微型演示實驗，讓學生有機會去親身體驗，從而加深他們對實驗和化學知識的了解。

“氯氣及其化合物”是高中化學教學的重要內(nèi)容之一，對氯氣性質(zhì)的檢驗是加深學生對氯氣相關(guān)知識的理解的必要教學過程。蘇教版化學必修一專題二中使用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，其常用實驗裝置存在一些問題，如殘留鹽酸的處理，制取過程需要在通風櫥中進行比較煩瑣，尾氣的處理，等等。根據(jù)“綠色化學”理念，本文結(jié)合教學實際，從實驗裝置、實驗原理以及實驗條件等多方面進行思考，對氯氣的制取及其性質(zhì)實驗進行了創(chuàng)新和改進，讓實驗更加符合綠色化學和演示實驗的要求。

一、實驗改進

以往實驗室制取氯氣及其性質(zhì)檢驗的實驗一般分為兩部分，其中一部分是氯氣的制取，另一部分是性質(zhì)的檢驗，實驗裝置較復雜，且在實驗過程中氯氣的產(chǎn)生不好控制，往往會因為過量造成環(huán)境污染和藥品浪費，而且氣密性欠佳。本文通過設計微型實驗來制取和探究氯氣性質(zhì)，基本彌補了以往實驗的不足，以下是實驗的具體過程。

1.原理

Ca（ClO）2+4HCl（濃）[ ]2Cl2[↑]+CaCl2+2H2O

2.實驗藥品及儀器

漂白精片、鹽酸溶液、KBr溶液、NaOH溶液、KI溶液、酚酞溶液、硫氰化鉀溶液、氯化亞鐵溶液以及淀粉等；集氣瓶、微型燒杯、注射器、膠頭滴管、燃燒匙、鑷子、橡膠塞、棉花等。

3.實驗步驟

（1）取一個干凈的集氣瓶，將漂白精片搗碎后放在一個微型的小燒杯內(nèi)，用鑷子小心地將微型燒杯放入集氣瓶內(nèi)，然后分別取四個大小相同的棉花團，分別蘸上KBr溶液、NaOH+酚酞溶液、KI溶液+淀粉、FeCl2+KSCN溶液，棉花一定要蘸透，接著用鑷子將棉花團分別放入集氣瓶內(nèi)微型燒杯的四周，記住每種藥品所放的位置，用安裝好并放入蘸有NaOH棉花的燃燒匙的橡膠塞塞好瓶口。裝置如圖1所示。

（2）上述準備工作做好后，往注射器中加入適量的鹽酸溶液，將注射器針頭對準微型燒杯插入橡膠塞內(nèi)，輕輕地推動注射器的活塞，可以看見塑料瓶內(nèi)漸漸產(chǎn)生黃綠色的氣體，根據(jù)產(chǎn)生的氣體來控制推送速度，仔細觀察瓶內(nèi)的實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)束后，瓶內(nèi)蘸有四種藥品的棉花發(fā)生了顏色變化。

4.實驗現(xiàn)象

二、實驗改進后的優(yōu)點

（1）綜合多個實驗同時進行。整套裝置包括氯氣的制取，氯氣與水的反應，氯氣與溴化鉀、碘化鉀以及亞鐵離子的反應實驗，將多個實驗合而為一，把氯氣的知識點整合在一起，有利于培養(yǎng)學生綜合思考的能力。

（2）實驗現(xiàn)象明顯直觀。學生可以同時觀察到多組實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象，在腦海中形成鮮明的對比，有利于加強學生的觀察能力和概括能力。

（3）體現(xiàn)了“綠色化學”的理念。本實驗不需要通過加熱來制取氯氣，裝置簡單，并能通過注射器來控制反應的速度，可以節(jié)省藥品；鹽酸和次氯酸鈣反應程度溫和，安全性高，整個實驗裝置密閉且瓶內(nèi)裝有蘸有棉花的氫氧化鈉，可吸收多余的氯氣，不會造成氣壓過大或氯氣泄漏，相對環(huán)保。

（4）激發(fā)學生創(chuàng)新意識。氯氣的制取及其性質(zhì)檢驗實驗本來是比較煩瑣且有一定危險性的實驗，經(jīng)過創(chuàng)新改進，學生親身經(jīng)歷和看到了效果如此明顯的實驗，引發(fā)了學生思維的碰撞，為日后他們進行創(chuàng)新埋下了希望的種子。

（5）實驗微型化、易操作。該實驗不僅可以作為演示實驗來讓學生觀看，也可以讓學生親自動手操作，切切實實體驗“綠色化學”理念和創(chuàng)新實驗帶來的樂趣。

三、實驗反思

本文以氯氣的制取及其性質(zhì)實驗的改進為例，將氯氣的制取和檢驗合二為一，對以往實驗的不足之處加以改進，如使用注射器來控制反應速率，將實驗裝置進行微型化處理以及尾氣的綠色化處理等，收到了實驗裝置簡單、實驗效果明顯、減少污染、節(jié)約藥品的效果，是一個典型的“綠色化學”理念指導下的中學化學微型實驗創(chuàng)新范例?？偟膩碚f，化學實驗在化學教學中具有非常重要的地位和作用，教師可以從構(gòu)建微型實驗和綠色化學的角度出發(fā)，多對實驗進行適當?shù)母倪M和創(chuàng)新，不僅從思想上熏陶學生，更在實際行動中鼓勵學生，更好地培養(yǎng)學生的思維能力、觀察能力和創(chuàng)新能力，真正落實新課標對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求。

（責任編輯 羅 艷）