中学化学实验的绿色化探究

　　绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学，它是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的使用和产生。绿色化学是可持续发展的需要，是现代化学的新发展和重要特点。而绿色化学实验是在绿色化学的指导思想下，用预防化学污染的新思想、新方法和新技术，对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。化学实验绿色化是社会发展的需要，是学生身心健康发展的需要，是进行环境教育的需要，也是了解现代化学发展和趋势的需要。

　　化学是一门以实验为基础的科学。高中化学实验绿色化、微型化就是在高中化学实验教学中以绿色化学、微型化学实验的核心理念为指导，对常规实验的不合理、安全性能低、污染严重等方面加以改进，达到绿色化学的减量、回收、重复使用、尽可能密闭可控、处理尾气诸方面的要求，实现“尽可能小剂量实验、省资源、少污染、降成本”，形造一个和谐发展的良好的教学环境，进而培养学生良好的化学素养，以实现课程教学目标。化学实验绿色化的研究，涉及到实验指导思想、实验内容选择、实验仪器的研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等实验方面的研究。把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中，使绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分，这是中学化学教育的崭新课题。而化学实验，是化学学科的基石和学生可以直接感知的事实，是实施素质教育的有效形式，更应体现绿色化学的内容，培养学生的绿色意识。

　　目前绿色化学实验的研究初步的研究与教学实践重点：(1)研究新的绿色的化学实验：根据化学教学需要，发现、设计或选择没有污染和安全的实验取代那些污染严重或危险性大的实验。(2)深入对微型化学实验的研究：在能获取所需化学实验信息的前提下，采用“尽可能少剂量实验”，以减少或消除实验废物。

　　一、中学化学实验教学的现状分析

　　1、大部分学校教学仪器配备都达到了部颁Ⅰ类标准，即每班学生二三人一组做分组实验，却往往是一名学生做实验，另一名学生看实验，难以让学生人人动手实验。尽管常常说分组实验开出率达到了100%，但实际上学生动手率最高也只能达到50%。

　　2、教科书对化学药品用量没有明确规定，有的表述比较模糊。在做分组实验时，有相当一部分学生取用药品喜欢“多多益善”。好多实验教师时常抱怨说自己每次配制的125mL装的试剂仅够2、3个班(每班28组)的学生做!

　　3、化学实验产生的废水、废气、废渣等都会对周围环境造成不同程度的污染。如：在做Cl2制备与性质、卤素的性质、Cu和浓H2SO4反应等学生分组实验时，往往会有有毒气体进入空气而毒化教室、实验室，又直接影响师生健康。

　　二、中学化学课程标准的要求需要

　　中学化学课程的基本理念之一就是“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化

　　科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”

　　新课程对化学实验教学提出了新的要求，淡化了教师演示实验与学生实验的界限，许多演示实验改为学生动手实验。新课程标准还特别强化了安全意识、环保意识，强调实验教学要操作简便明了、节省时间，提倡实验的绿色化、清洁化，防止并减少污染。

　　三、中学化学实验的绿色化的探索与实践

　　1、在减少药品用量方面：

　　(1)有效利用小试管、点滴板、多用滴管、井穴板等微型化的仪器，如高一的《氯、溴、碘的性质 氯离子的检验》、《同周期、同主族元素性质的递变》、《浓硫酸的性质 硫酸根离子的检验》，高二的《镁、铝及其化合物的性质》、《乙烯的制取和性质》、《铁及其化合物》、《化学反应速率 化学平衡》等实验中均以12×70 mm的小试管来代替常规试管。在《乙烯的制取和性质》的实验中，改换反应容器后使得乙醇与浓硫酸的混合液由书上的18ml 降为2~3ml。这就大大减少了药品的消耗。一般来说，同样是配制的125mL装的试剂不再只够2、3个班的学生做分组实验，而可供20多个班(每班28组)的学生使用!

　　(2)降低试剂的浓度，如《氯、溴、碘的性质 氯离子的检验》这一实验中的氯水、溴水、碘水的浓度没有明确规定。而高浓度的氯、溴对人身有较大的毒害。因此，我就把氯水、溴水的浓度尽可能降低，如溴水的外观由棕红色稀释至淡黄色。此外，酚酞、石蕊、品红、甲

　　基橙等指示剂均适当降低浓度，如酚酞、石蕊原浓度为0.5%～1.0%，可减少到0.1%～0.25%，也可以相应减少酒精的用量。而硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度则可由0.01mol/L降为 0.005mol/L。以上实验药品的减量都增强了实验效果。因此，在保证获取最有效实验信息的前提下，应尽可能地降低实验药品用量，减少药品损耗，预防环境污染。

　　2、药品回收利用方面：

　　回收未反应的原料、副产物(含“三废”)，如《浓硫酸的性质 硫酸根离子的检验》实验中学生稀释的硫酸还有剩余，《化学反应速率化学平衡》实验结束时小试管中的H2O和MnO2，再如用KMnO4制取O2所得到的剩余物质中主要含有MnO2、K2MnO4和未反应掉的KMnO4，这三种物质的混合物均可用来加入浓盐酸制取氯气。

　　3、剩余药品重复使用方面：

　　重复使用主要是将上一个实验步骤中剩余的药品以及回收来的化学药品用到下一个实验步骤中或用到其他的实验中去。如前面提到的浓硫酸稀释后，不是直接倒掉，而是用到后面的浓、稀硫酸的性质比较实验中去。再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于浓盐酸制取氯气的实验中。这样，大大减少了药品用量，提高了药品使用效率。

　　4、实验产物循环使用方面：

　　在传统中学化学实验中，实验的产物常常不被重视。只要实验者观察到了有关的现象和数据，就算达到了实验目的。而实验产物一般

　　都被弃置或排放没有处理回收，这不但加重了环境污染，也造成了很大的浪费。

　　5、尽可能密闭可控、处理尾气

　　在制备SO2、Cl2、NO与NO2等气体以及Cu与HNO3、浓H2SO4的反应等实验中，除了安装尾气处理装置外，还要尽可能使整个装置密闭可控。如在制备Cl2时，用医用注射器来代替分液漏斗，同时在玻璃导管连接处的乳胶管安上水止皮管夹，在Cu与浓H2SO4的反应实验中用具支试管来代替普通试管。

　　综上所述，中学化学实验绿色化的作用体现为：

　　(1)易于开展、现象明显、、安全可靠、效果良好，大大减少了药品用量，减少了浪费，提高了药品使用效率，降低了实验成本，节约时间，实现了原子经济性，还预防了环境污染。

　　(2)有利于向学生传播绿色化学的观点，帮助学生，养成节约的良好习惯，树立绿色化学的观念。

　　(3)有利于利用有限资源实现人人动手实验、强化动手能力的训练，有利于学生“在实验中探究，在探究中学习”、“在实验中学习化学，理解化学”，有利于激发学生学习兴趣、培养创新思维，全面提高学生科学素养，强化化学实验教学中的素质教育和创新教育。

　　以上仅为抛砖引玉，希望更多的有关人士参与到这一研究当中来，把我国中学化学实验的绿色化研究和绿色教育工作推向高潮，与时代的发展同步，为我国化学的发展与进步谱下新的乐章。

　　总论：

　　针对实验绿色化的原则，结合多年实验教学经验及实验教学的发展需要，提出对实验绿色化探究的思路与看法。

　　论点：

　　绿色化学实验是在绿色化学的指导思想下，以绿色化学、微型化学实验的核心理念为指导，对常规实验的不合理、安全性能低、污染严重等方面加以改进。

　　论据：1、中学化学实验教学的现状分析

　　2、中学化学课程标准的要求需要

　　3、中学化学实验的绿色化的探索与实践

　　(1)在减少药品用量方面：

　　(2)药品回收利用方面：

　　(3)剩余药品重复使用方面：

　　(4)实验产物循环使用方面：

　　(5)尽可能密闭可控、处理尾气