医用注射器在化学创新实验中的应用

医用注射器在化学创新实验中的应用
主要参考文献
[1]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书化学第一册.北京:人民教育出版社.2003,6:126-128.
[2]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书化学第二册.北京:人民教育出版社.2007,1:2-14,14-15.
[3]姚新平.对新课程理念下化学实验教育功能的思考.中学化学教学参考.2005,5:30-31.
[4]张中南.化学实验教学中的点滴做法与体会.中学化学教学参考.2008,6:29-30.摘要:绿色化学实验是在绿色化学思想的指导下,用预防化学污染的新思想、新技术和新方法,对常规的实验进行改进和创新设计。本文就医用废弃注射器在绿色化学实验中的巧妙运用作了详尽介绍,为教师在实验教学中如何改进,提供了更好的思路。
关键词:注射器、绿色化学、实验创新

二十世纪九十年代以来,国际上化学研究提出新的理念——绿色化学。“绿色化学”是预防污染的基本手段之一,它包涵两个方面的含义:其一,原料的充分利用;其二,化学过程中没有或只有尽可能少的污染。环保意识在工业迅猛发展的今天显得尤为重要,能否保护环境?这是关系到一个国家、一个民族、甚至整个人类能否持续发展的大问题,因此环保意识是中学化学课堂教学的重要内容。
现行教材中某些实验虽使用多年,但由于缺乏实验的设计创意,实验过程中污染和浪费现象,对学生树立绿色化学思想、形成环保意识存在明显不足,很不适应新的教学理念和教学要求。笔者在多年教学实践中,一边学习他人的优秀经验,一边积极进行创新设计,在绿色化学实验设计方面有一些体会,现就医用注射器在化学实验中的巧妙运用进行介绍。
一、硝酸、二氧化氮、一氧化氮性质实验综合装置
1、实验装置
①50ml注射器
②输液管
③输液管夹
④烧杯
2、实验步骤
1)浓硝酸与铜反应
在注射器中放入二小块铜片,将注射器活塞推至底部排净空气。
吸入约5ml浓HNO3,关闭输液管夹。反应剧烈进行,生成红棕色气体,收集约20ml气体。打开输液管夹,推动注射器活塞,将注射器论文范文
http://www.chuibin.com内蓝色溶液压入烧杯中,重新关闭输液管夹。
2)二氧化氮与水反应
将输液管末端插入烧杯的水中,打开输液管夹,将注射器活塞轻轻外拉,吸入少量水,可观察到液面上升,红棕色气体消失,所得无色气体体积约为原红棕色气体体积的三分之一。
3)稀硝酸与铜反应
在注射器中放入适量洁净细铜丝,将注射器活塞推至底部排净空气 。
吸入约10ml稀硝酸(1:2),关闭输液管夹。铜丝表面产生气泡,收集约10ml无色气体。打开输液管夹,推动注射器活塞,将注射器内蓝色溶液压入烧杯中,重新关闭输液管夹。
4)一氧化氮与氧气反应
将输液管悬于空中,打开输液管夹,将注射器活塞外拉,吸入约2-3倍一氧化氮气体体积的空气,无色气体迅速变成红棕色.最后吸入氢氧化钠溶液,红棕色气体消失。
5)实验完毕,立即清洗注射器。以减缓HNO3对注射器的腐蚀。
3装置优点
1)装置综合性强,整套实验包含Gu和浓HNO3反应、NO2和水反应、稀HNO3和 Cu反应、NO和O2反应、尾气吸收,有很好的实验效益。
2)实验在密闭系统中进行,无污染,保护了师生健康.
3)装置小巧,取材方便,节约药品,操作简单,现象明显,实验易于成功。
二、二氧化硫性质实验装置
1、实验装置
①蘸有浓氢氧化钠溶液的棉花团
②干燥管
③试管
④ Na2SO3固体
⑤注射器针头
⑥5ml注射器
⑦双面胶
2、实验步骤
1)取下橡皮塞,双面胶由上至下贴上五小片滤纸,分别用紫色石蕊、品红试液、KMnO4溶液、碘水、H2S溶液润湿。
2)用5ml注射器吸入约2ml浓H2SO4(70%),将针头朝上,注射器活塞轻轻外拉少许,用滤纸将针头外附有的浓H2SO4擦净,取下针头,然后将橡皮塞倒置,把橡皮塞上的针头装在注射器上。
3)在试管底部装入约1.5gNa2SO3固体,塞入已准备好的橡皮塞,将试管固定在铁架台上。
4)推动注射器活塞加入浓H2SO4,观察滤纸颜色变化:石蕊变红,品红、KMnO4、碘水褪色,附有H2S溶液的滤纸有S单质生成。观察完毕,通过棉花团向干燥管内滴入过量浓NaoH溶液,并振荡试管,以加快SO2的吸收,防止SO2逸出,污染空气。
3、装置优点
1)整个实验过程中SO2控制在“零污染”的水平。
2)易于操作,实验容易成功,且药品消耗少,杜绝浪费现象。
三、压强对化学平衡的影响实验改进
1、实验装置
①注射器A(50ml|)
②注射器B(50ml) 
③U形管
④液体石蜡油
2、实验步骤
1)在注射器A中放入一小块铜片,将注射器活塞推至底部排净空气。吸入少量浓HNO3,立即反应,生成红棕色气体,收集20—30ml气体。推动活塞,将注射器内溶液压入备用试剂瓶中。迅速把针头插入己装好液体石蜡油的U型管左管胶塞。
2)将注射器B活塞外拉至与注射器A刻度相同,吸入相同体积的空气。然后将针头插入U型管右管胶塞。
3)同时推动两个注射器活塞至相同刻度,两注射器内压强相同程度增大,可见左管内液面上升,右管内液面下降。说明左管内的气体在气压增大的情况下,平衡向生成N2O4的方向移动,即向分子数减少的方向移动,使左管内气压小于右管内气压。同时将两个活塞外拉至相同刻度,则左管内液面下降,右管内液面上升。说明左管内气压减小时,平衡向生成NO2的方向移动,即向分子数增多的方向移动,使左管内气压大于右管内气压。
4)实验完毕,取下注射器A吸入少量NaoH溶液,振荡,即可除去NO2气体。
3、实验优点
1)实验具有很强的实验效果。这个实验一般是通过压缩NO2气体,观察气体颜色先加深,后由于化学平衡移动,颜色又变浅。这样的实验现象不易观察,且容易得出错误结论。通过改进,撇开了颜色变化的观察,而是观察U型管内液面的变化,方便学生观察现象,从而得出正确的结论。
2)整个实验处于全封闭状态,防止NO2逸出,污染空气,且尾气易于处理。
化学是一门实验科学,演示实验是中学化学教学中传授知识的一种重要教学手段。课堂实验的设计和改进是教育形势发展的需要。为使学生树立绿色化学思想,中学化学教育应该从课堂实验教学入手,对现行教材中缺乏创意的实验进行改进,设计出更合理、更科学的化学课堂实验。同时,教师在教学过程中应该鼓励学生积极参与到实验设计和改进过程,不但可以培养学生的创新意识和实验精神,培养他们的实验动手操作能力,激发他们学习化学的兴趣,而且可以提高学生节约能源和保护环境的意识。

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