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基本信息

項(xiàng)目名稱：
利用粉筆開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究
小類：
能源化工
簡介：
在傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分所用試劑種類多，用量大，實(shí)驗(yàn)過程中易產(chǎn)生大量的廢液、廢渣，既增加試驗(yàn)成本，又造成環(huán)境污染。 針對(duì)傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺點(diǎn)和不足，我們以粉筆作為載體對(duì)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行微型化、綠色化研究，取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，不僅有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，節(jié)約成本，同時(shí)符合“綠色化學(xué)”的理念。
詳細(xì)介紹：
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué)，是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。綠色化學(xué)的主要特點(diǎn)是：充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料；在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以減少向環(huán)境排放廢物，實(shí)現(xiàn)“零排放”；提高原料的利用率；生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。 在傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分所用試劑種類多，用量大，實(shí)驗(yàn)過程中易產(chǎn)生大量的廢液、廢渣，既增加試驗(yàn)成本，又造成環(huán)境污染。實(shí)驗(yàn)多采用試管實(shí)驗(yàn)，存在許多不足，如試劑用量大、實(shí)驗(yàn)成本高、“三廢”多[1]。再如硼化合物的焰色反應(yīng)在坩堝或表面皿中進(jìn)行，試劑用量大，其反應(yīng)面積大，且火焰不穩(wěn)定[2][3]。 粉筆的主要成分是碳酸鈣和硫酸鈣，或含少量的氧化鈣。無塵粉筆屬普通粉筆中加入油脂類或聚醇類物質(zhì)作粘結(jié)劑，再加比重較大的填料，如粘土、泥灰?guī)r、水泥等，這樣可使粉筆塵的比重和體積都增大，不易飛散。粉筆化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)格低廉、有良好的吸附性能,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中可以作反應(yīng)物載體、填充物、反應(yīng)容器或外殼、層析支持劑，是一種方便、實(shí)用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的載體[4][5]。 針對(duì)傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺點(diǎn)和不足，我們以粉筆作為載體對(duì)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行微型化、綠色化研究，取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，不僅有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，節(jié)約成本，同時(shí)符合“綠色化學(xué)”的理念。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ⑴通過實(shí)驗(yàn)探究以粉筆作載體進(jìn)行離子鑒定、焰色反應(yīng)等，并與試管、蒸發(fā)皿等儀器的實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比； ⑵探究粉筆實(shí)驗(yàn)在用量、現(xiàn)象、效果等； ⑶總結(jié)利用粉筆開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和綠色化學(xué)的理念。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 用粉筆作載體進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)由許多優(yōu)點(diǎn)： ⑴試劑用量少，成本低，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。 ⑵操作簡單、方便，節(jié)約時(shí)間。實(shí)驗(yàn)中不需要洗滌試管等儀器，也不需要定量量取試劑。 ⑶提高化學(xué)反應(yīng)的靈敏度。粉筆的吸水作用及耐火烤實(shí)際上可起到對(duì)試劑的濃縮作用，從而可以提高化學(xué)反應(yīng)的靈敏度，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在“減量化”的同時(shí)，還可以“低濃度化”進(jìn)一步減少試劑用量。 ⑷粉筆實(shí)驗(yàn)無大量廢水排放，實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的含化學(xué)物質(zhì)的粉筆量少且為固體廢物處理方便，有利于環(huán)保。 ⑸粉筆價(jià)格便宜、易得、易加工。用粉筆頭做實(shí)驗(yàn)更是變廢為寶，提高資源利用率。 總結(jié)：以粉筆作為載體進(jìn)行離子鑒定和顏色反應(yīng)，具有試劑用量少，實(shí)驗(yàn)成本低，操作方便，現(xiàn)象明顯，粉筆價(jià)廉易得、易加工，無廢水排放，有利于環(huán)保等特點(diǎn)，是開展綠色化學(xué)的較好材料，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中值得研究、提倡與推廣。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

撰寫目的： 探究以粉筆作為載體開展綠色化學(xué)實(shí) 驗(yàn)。 基本思路：以粉筆作載體與試管、濾紙、表面皿等儀器實(shí)驗(yàn)對(duì)比，研究粉筆在離子鑒定、焰色反應(yīng)、氣體鑒定等方面的實(shí)驗(yàn)效果，總結(jié)粉筆實(shí)驗(yàn)在用量、現(xiàn)象、效果等方面的優(yōu)點(diǎn)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

粉筆價(jià)廉易得、易加工、性質(zhì)穩(wěn)定、吸附性強(qiáng)。以粉筆作為載體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)較大程度減少試劑用量，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，操作簡單安全，無廢水排放等環(huán)境問題，是開展綠色化學(xué)的很好材料。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

以粉筆作為載體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)較大程度減少試劑用量，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，操作簡單安全，適于開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)。另實(shí)驗(yàn)中無廢水排放，可利用廢棄粉筆頭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

粉筆具有價(jià)廉易得、易加工、性質(zhì)穩(wěn)定、吸附性強(qiáng)等特點(diǎn)。以粉筆作為載體進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)在很大程度上可以減少試劑用量，無廢水排放，某些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以長期保留，是開展綠色化學(xué)的很好材料。通過實(shí)驗(yàn)研究用粉筆作載體進(jìn)行離子鑒定、焰色反應(yīng)等，并與試管、蒸發(fā)皿（或坩堝）等儀器的實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比，總結(jié)粉筆實(shí)驗(yàn)在用量、現(xiàn)象、效果等方面的優(yōu)點(diǎn)。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

[1]王紅云,鐘四姣.關(guān)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)保問題的思考.化學(xué)教育,2008，29(4).68-70 [2]蔣碧如,潘潤身.無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,1985,5 .131-132 [3]李銘鈾.無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2009,7.111 [4]袁東霞,郭寶峰.以粉筆為載體的幾則高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn).化學(xué)教育[J]，2010，31(9).72-88 [5]盧玉妹.粉筆在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.保定師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)[J],2005年第18卷,第02期.32-33 [6]王紅云，鐘四姣.濾紙上化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究.化學(xué)教育[J],2008,29(8).60-62 [7]北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室等.無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,第三版,2001,5.169-172 [8]北京師范大學(xué)等五校無機(jī)化學(xué)教研室等.無機(jī)化學(xué)[M].北京：高等教育出版社,第四版,2003,1.596

同類課題研究水平概述

目前，在高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)都在向綠色化、微型化方面轉(zhuǎn)化和拓展，實(shí)驗(yàn)儀器方面主要集中在微型化、環(huán)保型，試劑方面則集中在微量化、低毒性、低排放等。另外一方面，通過利用一些簡單易得、綠色環(huán)保的材料作為載體來代替常規(guī)儀器進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，同樣達(dá)到綠色化、微型化的要求，如“濾紙實(shí)驗(yàn)”（王紅云，鐘四姣.濾紙上化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究[J].化學(xué)教育,2008,29(8).60-62）。粉筆以其價(jià)廉易得、性質(zhì)穩(wěn)定、吸附性強(qiáng)等特點(diǎn)也是一種很好的實(shí)驗(yàn)載體，見諸文獻(xiàn)報(bào)道的主要集中于一些趣味性化學(xué)實(shí)驗(yàn)或金屬離子焰色反反應(yīng)。 本實(shí)驗(yàn)研究用粉筆作載體進(jìn)行離子鑒定、硼化合物焰色反應(yīng)等，與試管、蒸發(fā)皿（或坩堝）等儀器的實(shí)驗(yàn)效果相比，在試劑用量、實(shí)驗(yàn)效果、廢液排放、操作方法等方面具有十分明顯的優(yōu)越性，符合化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化、微型化的理念。 尚未見用粉筆作載體進(jìn)行離子鑒定、硼化合物焰色反應(yīng)等的文獻(xiàn)報(bào)道。
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