在实验教学中渗透绿色化学教育思想

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1、在实验教学中渗透绿色化学教育思想：铜与浓、稀硝酸的反应，实验时生成大量有毒气体逸散到空气中，造成了严重的环境污染，且铜与稀硝酸的反应所生成的NO易氧化为NO2，无法证明为NO气体。本篇对此进行了研究，提出了优化后的实验方案，其现象明显，便于操作，便于控制，没有污染，体现了绿色化学的思想。　　关键词：铜；硝酸；绿色化　　　　在山东科技版新教材高中化学1（必修）第80页关于硝酸的教学中，安排了如图1所示的观察思考的实验。在两只试管中各放入一小块铜片，分别加入少量浓硝酸和稀硝酸，立即用浸有NaOH溶液的棉

2、花塞住试管口，观察发生的现象。　　在加入浓HNO3的试管中的反应为：　　Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　　实验现象为：剧烈反应，溶液变蓝，产生大量红棕色的气体。此实验在试管中进行，实验时所生成的大量有毒气体逸散到空气中，让学生和教师难以忍受，造成了严重的环境污染。　　而在加入稀HNO3的试管中的反应则为：　　3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　　从理论上讲，该反应实验现象应为反应缓慢，溶液变蓝，生成无色的气体，在试管口变为红棕色。但实际操

3、作中，因为实验开始前试管中有空气存在，往往一开始就在液面上生成红棕色的NO2，反应一段时间后才能看到产生无色的NO，而如果用排水法收集，也无说服力，因为NO气体可能是NO2与H2O反应所生成的。实验现象与理论无法吻合，给教学带来负面影响，而且实验时也会产生大量的有毒气体。　　因此有必要对本实验进行研究，加以改进，进行优化。改进后的实验应达到以下要求：现象明显，操作简便，便于控制，没有污染。　　一、对铜和浓硝酸反应改进的实验方案　　1.实验装置如图2所示　　2.操作过程及方法　　（1）向广口瓶中注入一

4、定量的浓NaOH溶液，塞上插有如图所示玻璃管（Φ=7mm的玻璃管自做）和铜丝（Φ=1mm，可上下拉动）的橡胶塞。　　（2）用胶头滴管向玻璃管中加入少量的浓HNO3，把铜丝伸入到浓HNO3中即开始反应；若要停止反应，将铜丝向上提拉即可。　　3.实验现象　　玻璃管内发生剧烈的反应，溶液变为蓝色，产生大量红棕色的NO2气体充满整个广口瓶。反应完毕一段时间后，发现广口瓶中气体的颜色逐渐变浅，最后变为无色。　　4.实验评价　　现象明显，效果良好；操作简便，便于控制；生成的NO2被NaOH溶液所吸收（反应原理：

5、NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+2H2O），有效地防止了有毒气体NO2的排放，消除了污染，体现了绿色化学的思想。　　二、对铜和稀硝酸反应改进的实验方案　　1.实验装置如图3所示　　2.操作过程及方法　　（1）如图在简易启普发生器中的塑料片上面放上铜片，右端接上一个如图所示盛有NaOH溶液的广口瓶。　　（2）打开活塞A、B（也可用止水夹代替）后，从长颈漏斗往试管中加满稀硝酸，关闭A、B开始反应。　　3.实验现象　　在试管内产生无色的气体，慢慢地将稀硝酸压入到长颈漏斗内，塑料板上铜片脱离液面

6、，反应自行终止；只将活塞A打开，B仍然关闭，让少量气体进入到广口瓶中，可观察到无色的气体迅速变为红棕色，过一段时间后，瓶中气体的颜色逐渐由深变浅，最后变为无色。　　4.实验评价　　非常巧妙地将利用启普发生器制取氢气的实验迁移过来，装置简单，现象明显；操作方便，能随关随停，随开随用；NO气体氧化后生成的NO2被广口瓶中的NaOH溶液所吸收，全封闭、绿色化。　　根据化学学科的特点和学生的心理特点，本篇所设计的铜与浓、稀硝酸反应的两个实验方案，巧妙而合理地将化学教学和环境教育、绿色化学教育有机地联系起来，

7、以现行教材为载体，充分利用其中的教育因素，融绿色教育于化学教学过程之中。课堂是教学的主阵地，也是向学生传授绿色化学知识的好场所。化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容，加强对实验的研究和设计，采取渗透的方式，自然地引入相关的环保知识，尽可能推广绿色实验，既提高学生的环保意识，又提高学生的实践能力和科学素质。