用绿色化学理念改进硫酸亚铁铵制备实验（共5篇）

第一篇：用绿色化学理念改进硫酸亚铁铵制备实验

用绿色化学理念改进硫酸亚铁铵制备实验

:针对无机化学实验硫酸亚铁铵制备中存在着废气污染及产物一级品率低的问题,提出相应的解决办法,改

进后的制备实验切实可行,更符合绿色化学的要求

:硫酸亚铁铵;绿色化学;无机实验

:1005-6629(2018)05-0008-02:G633.8文献标识码:C

1硫酸亚铁铵制备实验的优点与不足之处

“硫酸亚铁铵的制备”是常选化学选修实验之一。其制备实验步骤为:第一步先制备中间产物硫酸亚铁,第二步将硫酸亚铁与等摩尔的硫酸铵混合蒸发浓缩,利用在0-40℃时复盐的溶解度比构成复盐的任一组分硫酸亚铁和硫酸铵小的特性,冷却至室温析出硫酸亚铁铵结晶,工艺流程如图1所示。

该实验通常选用机械加工及制造行业产生的废弃物——铁屑为原料。从环境保护的角度来说,属于变废为宝、再生利用钢铁资源的环保型实验。通过本实验学生一方面可学到一系列化学合成的基本操作如:称量、除杂、加热、倾析、抽滤、溶解、蒸发、结晶,了解利用杂质含量给产品定级的鉴定方法;另一方面,让学生初步认识对于既浪费资源又污染环境的废弃物如何通过化学方法转变为有用物质这一绿色化学工艺。然而,由于原实验装置为敞开式,废铁屑含有的碳、硫、磷、硅等杂质和硫酸反应时生成H2S、H3P等有毒气体,导致实验室弥漫着强烈的刺激性气体,直接危害师生的身体健康。另外,实验的结果也不能令人满意,产物能达到级品的学生不多,级品的占了很大的比例,这主要是因为合成硫酸亚铁中间产物时,原实验采用的工艺流程及操作极易导致Fe2+被氧化成Fe3+,增加产物中杂质Fe3+含量。

2改进实验的依据

实现人类的可持续发展,大力发展绿色化学,是时代赋予化学工作者的一项重要战略任务。高校化学实验的绿色化工作也在不断地探索和全面推进。绿色化学使用化学药品的基本原则为:不用危害品,循环使用,回收利用资源,零排放。与绿色化学要求相比,硫酸亚铁铵制备实验存在着以下两个缺点:废气有待治理和未达到原料的最大限度的合理利用。因此改进硫酸亚铁铵制备实验是对绿色化学指导思想的贯彻执行,有助于学生的环保意识培养和树立充分利用资源!实施绿色化学技术的思想,为学生以后毕业论文设计及走上工作岗位后成为绿色化学的忠实实践者打下基础。

3改进实验探索

3.1实验装置的改进

针对原敞开式实验装置的不足,改进实验将第一步硫酸亚铁的制备改为闭路回收式(见图2),加强对实验过程废气的处理改进前实验装置简单,学生无需太多的动手动脑,而且由于加热过程水份的损失,为避免硫酸亚铁结晶,学生忙于补充损失的水份,无心观察!记录实验现象。改进后的实验,学生亲自安装实验装置,思考实验前如何检查气密性、实验后如何防止倒吸等问题,更利于锻炼学生的实验操作技能和分析!解决问题的能力。改进实验装置密闭性好,冷凝水可循环利用,损失较少,无需补充水份,不会造成硫酸亚铁结晶析出,学生有时间观察记录。废气经吸收液吸收转变为无害物质,实验室不再充满刺激性气味,环境条件大为改善。

3.2工艺流程的部分改进

硫酸亚铁铵制备实验收率低!产品质量不高的重要原因是Fe2+被氧化成Fe3+。这主要是由于在酸性溶液中,铁的标准电势E0Fe3+/Fe2+=0.771V,氧的标准电势E0O2/H2O=1.229V,E0O2/H2O>E0Fe3+/Fe2+。所以Fe2+离子极易氧化成Fe3+。造成产率低主要在于原实验采用先过滤后混合操作,有的学生为了加快反应速度,不注意调整反应温度,致使FeSO4晶体析出,结晶在抽滤过程中随未反应的残渣过滤掉,造成中间产物的损失从而降低产率另外由于学生过滤操作不熟练使硫酸亚铁溶液氧化而增加了产品中Fe3+含量,降低产品的一级品率。为此,改进实验采用先混合后过滤的方式,避免了硫酸亚铁的损失和氧化,流程如图3所示。

改进的实验流程中,铁屑与硫酸反应用水浴加热,通过温度计,学生可以控制温度,避免过热反应。同时利用复盐抗氧化能力大于硫酸亚铁这一性质,将反应完的硫酸亚铁溶液调节到pH<1后直接与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵后再与残渣分离,滤液蒸发浓缩得到硫酸亚铁铵结晶。经实验验证,改进后产品的收率大大提高,产物合格率全部在级以上,大部分可达级品。

4总结

改进后的硫酸亚铁铵制备实验切实可行,其实验原理与材料与原实验不变,只是改变实验装置及操作步骤顺序,增加洗液吸收。其实验操作内容如下:①称2g铁屑放入150ml锥形瓶中,加入20mlNa2CO3(1M)加热15分钟,倾析除去碱液,用水洗至pH=7左右。②烧杯中装入100ml0.01MKMnO4溶液和25ml(2M)H2SO4混合液或装入10%NaOH溶液。③在盛有洗净铁屑的锥形瓶中加入15ml(3M)H2SO4,按图2安装,实验加热至无气泡产生为止,保证pH<1,若达不到,加H2SO4调节。④在锥形瓶草绿色溶液中导入4.5g(NH4)2SO4饱和溶液,搅拌10分钟,过滤,称量残渣重量,计算反应的铁量。滤液经水浴蒸发至有晶膜生成为止,抽滤至干,用5~10ml乙醇洗涤,继续抽干,取出晶体,在表面皿上凉干,称量,计算产率。产物按目测比色法检验其中Fe3+含量,确定产品等级。

第二篇：大学化学实验 实验一 硫酸亚铁铵的制备

大学化学实验

实验一 硫酸亚铁铵的制备

一． 教学目的

1.了解硫酸亚铁铵的制备方法；

2.练习无机制备的一些基本操作：水浴加热，蒸发，浓缩，结晶，减压过滤等； 3.了解用目测比色发检验产品的质量等级。

二． 实验原理

硫酸亚铁铵俗称莫尔盐，浅绿色透明晶体，易溶于水，空气中比一般的亚铁铵盐稳定，不易被氧化。由于硫酸亚铁铵在水中的溶解度在0~60℃内℃比组成它的简单盐硫酸铵和硫酸亚铁要小，因此，只要将它们按一定的比例在水中溶解，混合，即 可制得硫酸亚铁铵的晶体，其方法为： 1.将金属铁溶于稀硫酸，制备硫酸亚铁。

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

2.将制得的硫酸亚铁溶液与等物质的量的(NH4)2SO4在溶液中混合，经加热浓缩，冷却后得到溶解度较小的硫酸亚铁晶体。

FeSO4 +(NH4)2SO4+6H2O = FeSO4(NH4)2SO4•6H2O 产品中主要的杂质是Fe3+，产品质量的等级也常以Fe3+含量多少来评定，本实验采用目测比色法。

三． 教学内容

1.硫酸亚铁的制备

称取2g铁屑放在250ml锥形瓶中，加入15ml 3mol/L 的H2SO4(计下液面)，在电炉上加热(在通风橱)中，并不停摇动(不能蒸干，可适当添水)，当溶液呈灰绿色不冒气泡时(瓶底无黑渣)，趁热过滤，将滤液转移到蒸发皿中(残渣可用少量水洗2~3次)。2.硫酸亚铁铵的制备

称硫酸铵4.3g,放在盛有硫酸亚铁溶液的蒸发皿中，溶解后，在蒸发皿中放入一洁净铁钉，水浴上加热蒸发浓缩，到晶膜出现，静置冷却结晶，抽滤，晶体放在两张干滤纸间压干，称重。3.计算产率

称取2g铁屑，理论产率为14.0g。计算方法如下： 根据反应式 1mol铁屑——得到1mol硫酸亚铁铵

MFe = 55.85, MFeSO4.(NH4)2SO4.6H2O = 392 M理论 = 2/55.85×392 = 14.0g 产率 = m实际/m理论*100% 而在反应中实际用(NH4)2SO4为4.3 g

大学化学实验

理论产量取 4.3/132.2×392 = 12.8 g 合适 4.质量检测

称1.0 g产品，放在250 ml比色管中，加15ml 不含氧的蒸馏水溶解，再加入1ml 3mol/L的硫酸，加入1ml 25% KSCN，稀释至刻度摇匀，与标准色阶对比，判断等级。

四． 注意事项

1.硫酸亚铁的制备：因实验条件有限，此步可将锥形瓶直接置于电热板上加热，但加热时要适当补水(保持15ml左右)，水太少FeSO4容易析出，太多，下步缓慢。2.过滤FeSO4时，注意向学生讲解漏斗的使用。

3.硫酸亚铁铵的制备：加入硫酸铵后，应搅拌使其溶解后再往下进行。加热在水浴上，防止失去结晶水。4.布什漏斗中放滤纸时，应先将滤纸湿润再过滤。5.抽率时应先去布什漏斗，再关电源。

6.注意稀释硫酸时，应先将浓硫酸倒入水中等实验的基本操作向学生讲解清楚。

第三篇：基于绿色化学理念的高中化学实验改进（推荐）

基于绿色化学理念的高中化学实验改进

【内容摘要】如今，随着新课改得到有效的推广，使得绿色化学理念这一教学理念于化学实验课堂中得到广泛的应用，同时也使其成为了众多化学教师开展课堂教学一个重要研究的课题。为此，本文将绿色化学理念改进高中化学实验为主要的阐述点进行分析概括，并且根据分析结果制定相应的教学对策以供参考。

【关键词】绿色化学理念 高中 化学实验

一、优胜劣汰，全面落实“绿色环保”教学理念

在实际的化学实验教学中是根本无法完全杜绝有毒、有害物质的使用的，若是完全不使用将不利于化学实验课的开展。因此，化学教师需要结合具体的情况巧妙设计出高质量的实验方案，使得“绿色环保”教学理念能够全面地落实于实际的课堂中，从而有效降低化学实验课造成的不良影响，如环境、人体健康产生的不良影响。

例如，在进行“氯气的实验室制备”教学时，本次实验最大的难点就是无法有效控制氯气产生的量，当氯气收集结束后，依然能够看见使用过的圆底烧瓶中仍有不少的氯气在冒出来。这时候为能够有效遏制这一现象，可将二氧化锰更换为医用的高锰酸钾片。因医用高锰酸钾片具有较高的密度，使用其与浓盐酸进行反应后，其依然能够在实验过后的几个小时里维持固体形态，很难被其他化学物质溶解掉。因此，进行实验操作的过程中，教师可以指导学生使用铜网置于试管内部，从而设计出一个简便的启普发生器，这样的装置最大的优势就是在于能够即开即用，有效控制了氯气过多产生而致使环境污染现象发生。此外，简单的创新能够有效激发学生的学习兴趣，使其主动去探索装置制成的原理，在一定程度上有效强化学生的求知欲，也使得学生逐渐形成绿色的环保意识。通过这样的教学方式能够是学生深度理解“绿色环保”理念，使得科学规范的实验操作成为化学教学中一个闪光点。并且在此基础上，促进学生不断地强化创新意识，能够使用辩证的角度去分析实验，充分发挥想象力不断改进实验步骤。

二、巧妙设计，严格遵循“节约用料”政策

小剂量的实验操作能够在一定程度上有效控制有毒物质造成的污染及伤害。因此，在实际的实验操作，在确保实验效果的基础上，适量降低化学物品的使用量，并且通过相应的措施进一步改善实验装置及降低药品浓度，尽量采用小试管、多用滴管等一些小容量的微型化仪器来实施实验操作，将“节约用料”作为开展实验的操作原则，以此来设置科学规范的实验步骤。

例如，在进行“铁离子的检验”的教学中，可将滤纸的大小裁剪成适合的尺寸（3×8cm），采用氯化铁溶液滴于滤纸上，剂量控制在2～3滴，再采取硫氰化钾溶液继续滴入，剂量控制在1～2滴，这时滤纸以最快的速度逐渐显示血红色现象，并且清晰可见。这种教学方式还能够使用于普遍见到且伴随有显著颜色变化的试管实验，如碘与淀粉实验、酸碱性实验等。

给予“节约用料”实验操作原则，还能设计出各式各样的减量实验，从而能够为学生带来理想的节约效果，切身感受到绿色化学所产生的积极影响及便利，并以此将造成的污染及伤害控制到最小值。

三、实验改进，全面贯彻“科技创新”策略

革新是有效控制污染及危害的有效手段之一。根据实验的具体情况以及学生实际的认知程度，结合“科技创新”制定的相关准则，进一步调整常规的实验装置，如在实验过程中加用尾气处理装置等，进一步转化污染物，从根源上高效控制污染量，显著优化化学绿色实验的效果。

例如，在进行“铜与硝酸的反应实验”教学时，将铜、稀硝酸二者放一起，能使二者通过化学反应产生大量的有害气体（一氧化氮），并散布至空气中，这种现象能够对学生身体产生一定的影响，从而使学生对其产生恐惧心理，加之碱液无法与一氧化氮反应，从而致使污染气体无法吸收。所以，化学教师可根据相关的知识点使用盖子为橡胶塞的小玻璃瓶（如类似于医学上放置青霉素的瓶子）进一步调整实验装置。第一，于小玻璃瓶中放置一个小尺寸的铜片，再采用取注射器将瓶内的空气完全抽空，最后再使用稀硝酸溶液慢慢滴进小玻璃瓶中，短暂的时间过后，学生既能够发现瓶中的?~片上产生有无色气泡，这是铜与硝酸通过化学反应生产一氧化氮的缘故。接下来化学教师可再使用注射器将向少量空气注进小玻璃瓶中，这时你就会发现瓶中的逐渐转化成颜色为红棕色的气体。实验顺利地实施可让学生学习的积极性充分调动起来，从而能够使其高度集中注意力去开展实验步骤，有效控制有毒气体的排放，进而获取理想的实验成果。

结语

总而言之，于实际的化学实验操作中引入绿色化学实验的教学理念，能够进一步增进高中化学实验的发展，同时获取显著的教学效率，以循序渐进的方式显著强化学生的绿色环保意识。所以，在进行实际的化学实验教学中，化学教师必须要以绿色化学理念作为基本的实验原则，充分利用一些有效的教学案例指导学生深度理解环保意识，最终能够让绿色化学全面贯彻于整个实验过程，使学生能够逐渐发展成优秀人才。

【参考文献】

[1] 胡玉林.绿色化学理念下的精细化学品化学和精细化工实验教学探索[J].绿色科技，2014（08）：331-334.[2] 王满刚、张麟文、孙豫.绿色化学理念在大学有机化学实验教学中的实践与探索[J].教育教学论坛，2016（02）：238-239.（作者单位：甘肃省静宁县第一中学）

第四篇：浅论新课标教学理念下的实验改进与创新（共）

浅论新课标教学理念下的实验改进与创新

0.引言

物理实验是物理学科中必不可少的实践内容，物理学科的绝大多数理论都是建立在实验的基础上形成的，同时物理实验也可以去验证存在的物理现象，可以说理论与实验是相辅相成的。随着新课标的改革，初中物理实验在教学教学、教学模式和教学方法上都提出了改进和创新，通过对国内外初中物理实验现状的分析和研究，从而总结归纳出新课标教学理念下物理实验所蕴含的规律和事实，为培养我国学生创造性思维和探究性思维奠定基础。1.问题的提出

1.1物理实验教学是素质教育下的要求

随着新课标的改革，我国教育开始进入素质教育时代，素质教育的目的就是为了促进学生身心健康发展，形成独立、健康的人格和内涵，并且熟练掌握多方位的专业技能。因此，物理实验教学是素质教育时代的基本要求，通过实验加强我国学生的操作能力、创造力以及独立自主能力，由此可见，实验是初中物理新课标改革的重点内容。物理实验一般都与实际生活有着关联，这样可以激发学生对于学习的好奇心，从而增强学习的积极性，同时通过物理实验操作，学生的动手能力会得到有效提高，并且在思维能力、严谨性以及精神意志等方面都会起着积极的影响。

1.2新课标下初中物理实验研究现状 1.2.1国外初中物理实验现状（1）重视物理实验教学作用

西方发达国家对于物理实验教学达到了高度重视，不论是学校、教师还是学生，他们充分肯定了物理实验教学的重要性。因此，西方国家的学生无论是创造性思维还是动手操作能力都明显强于我国。在美国初中物理教学中，每个物理教师基本都配备着专用实验教室，教师也十分尽心尽责地从事实验教学探究，专注于创新性、趣味性的实验教学研究。曾经我国初中物理课本上的一个有趣案例引起了国际关注，题目为“猴子掉落后，瞄准的猎枪是否会击中目标”。中国师生为解决问题则提供了大量的理论分析和公式计算，但是美国师生则通过实验设计来探究答案，这一例子充分体现了西方发达国家对于物理实验教学的重视，以及他们思考模式和思维形式的创造性。（2）物理实验教学具有趣味性和广博性

西方发达国家在物理实验的教学上遵循着趣味性、广博性的特点，无论实验课题选择还是实验过程设计都具备较强的趣味性，充分调动了学生的积极性和自主性。同时，学校对于物理实验内容的选择主要偏向实用性和生活化，涉及生活的方方面面，并且实验课题还会定期更新，做到与时俱进。美国在物理实验教学中，从小学到大学都十分强调物理概念的通透性，对于数学计算并不太注重，这与我国实验教学情况有着极大的区别。洛杉矶1992年的青少年竞赛中，参赛作品涵盖的知识面涉及了多个自然科学科目，通过将初中物理学科知识与其他自然学科紧密地联系起来，从而创造出别具一格的实验作品，这体现了美国追求自然科学的广博性和趣味性。

（3）实验教学形式丰富多彩

国外的实验教学形式不仅丰富多彩，还十分灵活多变，他们的学生可以动手操作来完成实验还可以借助计算机来模拟实验，甚至还可以通过家庭作业形式来鼓励学生回家制作小实验，这说明了西方发达国家的实验教学已经从学校渗透到家庭，并且有机融合了先进技术和基础操作。哈佛建立了一种“HOME LAB”的实验形式，为学生提供实验工具和参考资料，并且还有“HELP LAB”为学生服务，辅助学生独立完成家庭实验小作业。美国、日本、德国等国家十分注重计算机在物理实验中的应用，在初中物理实验教学中充分引进了计算机技术，同时还鼓励学生在实验过程中提出自己的见解和看法，这样不仅可以实现双向交流的母的，还可以高效地采集和处理实验数据，最终轻松地完成实验报告。1.2.2国内初中物理实验现状（1）物理实验教学观念的偏差 在我国物理实验教学中，不少教师都只注重教学理论和物理计算的传授，对于实验操作还是抱着“有空余可是就做一做”的教学态度，这一教学观念上的偏差直接导致我国素质教育目的的变质。在初中物理实验教学中，教师只注重实验步骤的理论讲解，却不采用操作演示的形式来进行直观教学。同时，由于新课标改革，初中物理测试中增设了实验过程和操作的题目，因此，教师一度认为学生不会实验操作并不是大问题，只要熟知和掌握实验过程和步骤能够应付考试就行，其实这一现象还意味着我国教育在一定程度上还未脱离应试教育的枷锁。根据相关调查显示，一部分学生认为物理实验才做步骤单一枯燥，缺乏新鲜感，因此对物理实验无法激发兴趣和热情，而另一部分学生则认为物理实验在生活中的应用相当少，不具备实用性，只需要背一背相关考试实验理论就行。由此可见，师生对实验的理解偏差给素质教育的实行造成了极大的阻碍。

（2）物理实验教学模式不当，形式单一化 随着新课标改革，吴磊教学大纲也相应地进行了创新优化，新课标物理教材一改传统教材的编制手法，对于曾经十分详细的实验步骤和操作内容都采取了保留措施，给学生预留了大量的想象空间和拓展空间，但是在实际物理实验教学中，教师往往会将操作步骤和注意事项等内容陈列在黑板上，让学生根据板书内容来进行操作，这一做法严重违背了新课标的改革初衷，阻碍了学生综合能力的提高。另外，在初中物理实验教学中，教师往往都是根据某一定律或定理来进行实验探究，这样极易造成将探究性实验变成验证性实验的局面，这一实验模式通常不需要思考和分析研究，只需要依葫芦画瓢就能完成操作。这一错误操作不仅违背了实验的真谛，还禁锢了学生创造性思维和多方位思考的发展。（3）物理实验趣味性不强，实验条件薄弱 我国学生对于物理实验缺乏兴趣，最为主要的原因还是由于我国物理实验趣味性不强，在初中物理教学中主要是学习光、电和磁场，其实这是紧密联系实际生活和自然的课题，但是在实验中往往都是验证性实验多，根据一成不变的步骤和内容进行操作，这单一枯燥的操作无法激发学生的激情，如果将电学实验与生活中的电动玩具联系起来，让学生亲手制作电动模型或者玩具，这必定会引起不同的反响和效果。另外，由于对初中物理实验存在理解偏差，并且无论是学校还是师生都不重视，学校的实验条件也相当薄弱，大家一致认为学校的财政经费不必浪费在空置的实验室上，因此导致实验条件和环境陷入了恶性循环，甚至有的学校都不开放实验室，或者将实验室改装成教室或办公室使用。2.概念界定 2.1新课改

在新课标改革中，无论是课程内容设置还是课程形式改革，都是为提高学生科学素养而服务，通过科学探究过程促使学生掌握科学的学习方法和探究能力。新课标规定初中物理课程不仅要注重专业知识和技能的传授还要加强物理学科与实际生活的练习，强调终身学习、创新意识以及操作能力的培养。2.2物理教学理念

物理教学首先应该将“以人为本”作为教学的基本理念，以培养全体学生的综合素养作为目标，充分尊重个体差异，最大限度挖掘学生的发展潜力。其次，物理教学应该贴近生活，走向社会，促使学生能够将理论与实践有机融合，并且还要注重学科之间的渗透和联系，积极引入先进科技的应用。最后，物理教学要提倡教学形式多样化，强调科学探究意识和能力的培养。2.3物理实验

物理实验不论是在科学研究，还是在物理教学中都是不可缺少的存在。物理教学实验是师生为了达到教学目的，通过特定的实验设备和工具，从而获取某一定律真理的实践活动。物理实验是物理教学的重要手段，可以有效地提高学生的观察力、逻辑推理能力和实践操作能力。

[1]初高杰.初中物理实验教学的现状调查与对策研究 [J].理论与改革，2011.(04).[2]孙昌会.新课标下初中物理实验教学中的素质教育 [J].课题研究，2012.(1).[3]王介村.初中物理教学理念新探 [J].中学物理，2014.(7).