化學(xué)實驗教學(xué)滲透環(huán)保教育理念的嘗試

趙洪梅

面臨日益嚴(yán)重的環(huán)境問題,中學(xué)階段應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育,在化學(xué)實驗教學(xué)中從化學(xué)實驗中尾氣的吸收處理,化學(xué)實驗后廢棄物的回收利用和開展微型化學(xué)實驗三個方面著手滲透環(huán)保教育理念,本人做了有益的嘗試,現(xiàn)整理成文,希望對化學(xué)試驗教學(xué)有所裨益。

一、在化學(xué)實驗中做好尾氣的轉(zhuǎn)化或吸收處理,增強學(xué)生的環(huán)保意識

化學(xué)實驗經(jīng)常伴隨氣體物質(zhì)生成,這些氣體中許多是有毒或有害的,散發(fā)到空氣中會造成環(huán)境污染。在不影響實驗結(jié)果、觀察效果的前提下改進(jìn)實驗內(nèi)容及儀器裝置,或變化實驗的形式,從而盡量減少實驗產(chǎn)生的氣體對環(huán)境的污染,不僅有利于學(xué)生對化學(xué)知識的學(xué)習(xí),更是對學(xué)生加強環(huán)境教育的極好機(jī)會。

在一些有毒氣體產(chǎn)生的實驗里, 如在制取CO的裝置上,增加尾氣處理裝置,或者及時燒掉,把有毒氣體轉(zhuǎn)化成無毒或毒性降解物。又如高一化學(xué)中關(guān)于硫酸的工業(yè)制法這一節(jié),介紹了環(huán)境保護(hù)初步知識,在授課時列舉一些實例和數(shù)據(jù),說明二氧化硫的危害,結(jié)合二氧化硫和氮的氧化物的回收處理,可以向?qū)W生提出一些問題讓他們思考。如在生產(chǎn)和實驗中可能產(chǎn)生的硫化氫、二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等廢氣,為了不使它們擴(kuò)散到大氣中去,你用什么方法將它們分別除去,又怎樣利用這些廢氣制得有用的化工產(chǎn)品?在組織學(xué)生討論的基礎(chǔ)上最后歸納為:對于酸性物質(zhì),一般可用堿溶液吸收制成相應(yīng)的化工產(chǎn)品(如一氧化氮、二氧化氮可用氫氧化鈉溶液吸收)。同理堿性物質(zhì)通常就用酸液來吸收(如氨氣可用濃硫酸吸收)。

某些有毒物可使它轉(zhuǎn)化為沉淀或可溶物(如硫化氫可通入硫酸銅溶液中,轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀)等等。這樣使學(xué)生掌握消除或減輕環(huán)境污染的簡單原理。

強調(diào)尾氣吸收的重要性,使學(xué)生深深認(rèn)識到只要涉及氣體排放問題就應(yīng)考慮尾氣處理,從而培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。目前有很大一部分師生沒有意識到化學(xué)實驗中尾氣的處理這一問題的重要性,甚至對—些直接對人體有害的氣體如氯化氫氣體、二氧化硫等的排放也等閑視之,認(rèn)為這類氣體在實驗中排放量小,不會造成多大污染,在實驗室中習(xí)慣把尾氣通入通風(fēng)櫥,這種做法也是不正確的,一樣會造成環(huán)境污染。

二 、做好化學(xué)實驗后廢棄物的回收利用,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保素養(yǎng)

化學(xué)實驗室歷來為藥品、玻璃儀器的高消耗區(qū),廢棄物的高產(chǎn)生區(qū)。合理利用和有效回收化學(xué)實驗室的廢棄物,將會大量節(jié)約實驗經(jīng)費,減少有毒、有害物質(zhì)對環(huán)境的危害?；瘜W(xué)實驗藥物的回收利用和培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保素養(yǎng)是一項重要而又不容忽視的教學(xué)內(nèi)容。

對于廢酸廢堿液的回收利用,化學(xué)實驗室平時可以設(shè)廢酸液、廢堿液兩個廢液缸,把實驗中的廢酸液(如《濃硫酸的性質(zhì)硫酸根離子的檢驗》實驗中學(xué)生稀釋的剩余硫酸,在《乙烯的制取和性質(zhì)》實驗中最后的混合液中仍存在的濃硫酸等)、廢堿液都集中倒在指定的廢液缸中收集起來,既減少了對下水道的腐蝕,又能利用廢物。有的廢酸可用于第二課堂活動,也可用于洗地板、廁所等。廢堿可以放在揮發(fā)性酸的藥品柜里,用以消除酸氣,寒、暑假到來之際在藥品室里擺放幾盆廢堿液,就能大大消除酸性臭氣。在演示實驗中不忘在這方面留下示范,在分組實驗中有計劃地安排學(xué)生回收藥物。

回收催化劑等非反應(yīng)試劑,如《化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡》的催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的實驗中,MnO2 是H2O2分解生成O2的催化劑。在實驗結(jié)束時,要求學(xué)生將小試管中的H2O2和MnO2 一起倒入指定的回收容器(燒杯等)中,以便集中回收MnO2。重復(fù)使用主要是將上一個實驗步驟中剩余的藥品以及回收來的化學(xué)藥品用到下一個實驗步驟中或用到其他的實驗中去。如前面提到的濃硫酸稀釋后,不是直接倒掉,而是用到后面的濃、稀硫酸性質(zhì)的比較實驗中去。再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于濃鹽酸制取氯氣的實驗中。這樣,大大減少了藥品用量,提高了藥品使用效率。

三、開展微型化學(xué)實驗,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神,保護(hù)環(huán)境

所謂微型化學(xué)實驗,就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實驗方法與技術(shù)。雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。

首先,利用濾紙、小試管、點滴板、多用滴管等微型化的儀器。如在學(xué)習(xí)氯、溴、碘性質(zhì)遞變規(guī)律時,一位教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下微型實驗設(shè)計:(1)在一張濾紙的中心處,滴上一滴飽和NaBr溶液,待其潤濕之后,再滴上1滴氯水,濾紙出現(xiàn)黃色的斑點;(2)在黃色的斑點處,再滴上一滴飽和NaI溶液,濾紙上的斑點顏色又變成淺褐色;(3)淺褐色的斑點處,再滴上一滴淀粉溶液,濾紙上的斑點再變?yōu)樗{(lán)色。又如高一的《氯、溴、碘的性質(zhì)氯離子的檢驗》《同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變》《濃硫酸的性質(zhì)硫酸根離子的檢驗》,高二的《鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)》《乙烯的制取和性質(zhì)》《鐵及其化合物》《化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡》等實驗中均以12×70 mm的小試管來代替常規(guī)試管。這些實驗改進(jìn)在節(jié)約藥品的同時都可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神,保護(hù)環(huán)境。

其次,降低試劑的濃度,如《同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變》這一實驗中的氯水、溴水、碘水的濃度沒有明確規(guī)定。而高濃度的氯、溴對人身體有較大的毒害。因此,我就把氯水、溴水的濃度盡可能降低,如溴水的外觀由棕紅色稀釋至淡黃色。此外,酚酞、石蕊、品紅、甲基橙等指示劑均適當(dāng)降低濃度,如酚酞、石蕊原濃度為0.5%～1.0%,可減少到0.1%～0.25%,也可以相應(yīng)減少酒精的用量。而硫氰酸鉀、三氯化鐵溶液的濃度則可由0.01mol/L降為 0.005mol/L。以上實驗藥品的減量都增強了實驗效果。因此,在保證獲取最有效實驗信息的前提下,應(yīng)盡可能地降低實驗藥品用量,減少藥品損耗,預(yù)防環(huán)境污染。

總之,化學(xué)實驗教學(xué)不僅要傳授知識,培養(yǎng)操作技能,還要培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識,掌握如何運用化學(xué)知識來改善環(huán)境、治理環(huán)境的方法。改革教學(xué)實驗內(nèi)容,狠抓實驗操作規(guī)范化,要妥善處理化學(xué)實驗中的廢棄物,充分體現(xiàn)環(huán)保教育特色。

作者單位:河北省撫寧縣第一中學(xué)