实验设计的绿色化

进行研究性学习是培养学生多种能力的良好途径，到社会大课堂去实践，发现问题，探究之、解决之，使学生能够用知识解决现实问题，无疑会对学生的学习的兴趣，学习动力产生极大的激励作用，培养他们强烈的社会责任感。但是，老师们教学任务重，学生的升学压力大，在时间上难以承受，老师们惟恐影响学生们的升学目标，不太敢放手搞。其实，我们完全可以两条腿走路，不要只盯住社会这个课堂，课堂教学过程应当是我们开展探究性学习的主战场。在教材中寻找素材，开掘它，利用它，来培养学生敢于质疑的精神、综合利用知识的能力和环保意识，进而由小及大、扩展至社会。
　　
　　铁与硫反应的产物是硫化亚铁，在课本上写得清清楚楚，从理论上进行分析也应是如此，还有什么可探究的？其实不然。在反应产物中仅仅有硫化亚铁生成吗？怎样证明确实生成了+2价的铁和－2价的硫？在产物中有没有其它价态的微粒存在？怎样确认？怎样克服干扰因素？问题一大堆。我们开展探究性学习的目的，除了让学生更好地掌握知识外，更重要的是让学生在认知过程中接受一种情感的熏陶，接受事物是复杂的这一认识，要获得真知灼见，不付出辛劳是不行的，体会科研，学会科研，立志科研，为国奉献。
　　
　　一硫化亚铁的制备
　　
　　哪种方法制备硫化亚铁最好？怎样配比才能获得铁与硫反应的最佳效果？怎样处理这个反应才能获得最佳的环境效果？学生们可以提出各种各样的设想：把铁粉和硫粉混合，放在石棉网上点燃，放在试管中加热…讨论后，确认的方法为：把铁与硫均匀混合放入直径为3mm的玻璃管中，并使铁硫混合物密实，尽量不留空隙，然后把玻璃管悬挂在铁架台上，从玻璃管的底部点燃，把蘸有氢氧化钠溶液的棉球放于玻璃管顶部，吸收反应产生的污染物。铁与硫的质量比7：4为反应的理论比值，但实践证明，这个配比使得反应混合物不能在玻璃管中从下往上燃烧完全，常常发生反应中断的问题，质量比若为7：5时，燃烧过程顺利进行，但反应过程中蓝色火焰较大，有污染问题。我们通过多次实验得出铁与硫的质量比7：4.2为好。学生可以摸索这个结果，也可以告诉学生这个结果。
　　
　　二产物的鉴别
　　
　　1怎样鉴别S2-
　　
　　硫化亚铁不溶于水，不便直接检验，加入盐酸后会产生H2S，H2S有恶臭，剧毒，绝不能让它外逸，这就要求我们综合利用所学知识，做到既要有明显现象，又不能污染环境。有哪些可以利用的知识贮存呢？
　　
　　（1）2H2S+SO2=3S+2H2O
　　
　　（2）H2S+Pb(NO3)2=PbS↓+2HNO3等反应，显然，利用反应（1），让它们在密闭容器中相遇，就能达到上述目的。在一个大试管（2.0×20）中放入一只小试管（0,8×5cm）加胶塞，形成密闭环境,反应（2）会造成H2S气体的外逸。
　　
　　加入试剂的量H2S和SO2中的任何一种气体如果量过多都会造成因试管内压强大而使胶塞迸出，气体外逸的后果，必须控制FeS和Na2SO3的用量，浓硫酸与Na2SO3反应时有热量放出，要考虑温度对气体体积的影响。
　　
　　加入试剂的顺序和浓度FeS与盐酸反应产生H2S的速率较慢，要先向小试管中加入盐酸，以6mol·L-1为好，然后再向大试管中加入浓硫酸，迅速旋紧胶塞，稍待片刻，大试管内壁出现浅黄色固体，现象非常明显。（小试管内也有少量硫生成，若大试管内壁有少量水附着反应现象更明显）
　　
　　2Fe2+鉴别
　　
　　教材中清楚地告诉我们：向含有Fe2+的溶于中加入OH-，会出现白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，再转变为红褐色沉淀。这个方法可以用来鉴别Fe2+,，但是，在加入OH-后，没有出现预期的现象，而是出现了黑色沉淀，为什么？又是一个需要分析探索的问题。（溶液中含有H2S，由于加入OH-，有S2-生成，所以生成了FeS沉淀，进一步加深学生们对溶解度知识的理解：若要析出沉淀或气体母液必须饱和）
　　
　　既然不能用上述方法鉴别Fe2+，还有没有其它方法？学生们自然会想到用KSCN溶液鉴别Fe3+的方法，那么是先加KSCN溶液，再氧化Fe2+,还是反向操作？学生讨论结果自然是先加KSCN溶液，再氧化Fe2+,以确认原溶液中没有Fe3+。
　　
　　迅速用长滴管吸取少量小试管内的液体，放入10mL蒸馏水中稀释，备用。取稀释液3mL，并滴加KSCN，溶液中却出现了红色。说明溶液中含有Fe3

[1] [2] 下一页