綠色化學(xué)與中學(xué)化學(xué)實驗改革的研究

楊元美（湖北省咸豐縣第一中學(xué)）

綠色化學(xué)與中學(xué)化學(xué)實驗改革的研究

楊元美
（湖北省咸豐縣第一中學(xué)）

進入新世紀后，國家在不斷深化教育教學(xué)改革并不斷重視環(huán)境保護，因此，人們越來越重視化學(xué)試驗中的環(huán)保問題，綠色化學(xué)是為了適應(yīng)素質(zhì)教育和環(huán)保問題而提出的新的化學(xué)理念，在化學(xué)實驗教學(xué)領(lǐng)域引入綠色化學(xué)理念是必然趨勢。主要分析了中學(xué)化學(xué)實驗中引入綠色化學(xué)的相關(guān)問題。

中學(xué)化學(xué)；實驗；綠色

中學(xué)化學(xué)綠色實驗是廣大教師重點研究的課題之一。筆者在本文中從三個方面研究了中學(xué)化學(xué)綠色實驗的方式，以求進一步提升中學(xué)化學(xué)實驗綠色教學(xué)的水平和質(zhì)量。

一、改進實驗原理，綠色化設(shè)計實驗過程

縱觀中學(xué)化學(xué)實驗，一般都會產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，如氯氣、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等，在學(xué)習(xí)這些有毒有害物質(zhì)性質(zhì)的時候，勢必要進行相關(guān)實驗，導(dǎo)致環(huán)境污染，危害學(xué)生的身體健康，但是改變制取上述有毒有害物質(zhì)的方式，巧妙地設(shè)計實驗，在不影響化學(xué)實驗效果和目的的同時，促進化學(xué)實驗的綠色化。如進行CO還原氧化鐵實驗的時候，教學(xué)前教師要自行制備一氧化碳，課堂上用整套設(shè)備進行演示，為教學(xué)的開展帶來諸多不便，現(xiàn)進行如下調(diào)整。

1.實驗原理

加熱草酸鈉制取一氧化碳，加熱一氧化碳還原三氧化二鐵。

2.操作步驟

首先，在試管底部放入約1克晶體草酸鈉，并橫放試管，塞入石棉絨，在試管中部鋪一層干燥氧化鐵（少量），試管口被帶導(dǎo)管的小膠塞緊緊封堵，在鐵架臺上用鐵夾固定，讓導(dǎo)管通向澄清石灰石，塑料袋收尾氣。

接著，用酒精燈同時加熱草酸鈉和三氧化二鐵片刻，當(dāng)澄清石灰水變渾濁，紅棕色的鐵化物變黑，用磁鐵靠近試管外壁，黑色粉末被吸引，表明三氧化二鐵被一氧化碳還原，擠壓塑料袋，燒掉尾氣，避免出現(xiàn)一氧化碳污染。

3.改進后的優(yōu)點

該實驗使用草酸鈉制備CO，在一個裝置中同時進行CO的制備和CO的還原實驗，并全部吸收制取的CO，在一個密閉的體系中巧妙地設(shè)計實驗，實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗之設(shè)想。

二、控制實驗條件，進行實驗綠色化設(shè)計

可以從降低藥品濃度、選擇最合適的藥品配比、催化劑、恰當(dāng)控制反應(yīng)時間等對實驗條件進行控制，滿足綠色化學(xué)實驗的要求。

中學(xué)化學(xué)教科書中，一些實驗明確要求了藥品濃度和所需量，一些實驗卻沒有這樣方面的要求，我們降低化學(xué)藥品濃度和用量，不僅節(jié)約藥品，而且提升實驗效果。

（1）降低指示劑的濃度，石蕊、酚酞等濃度可以降低為0.1％ ～0.25％，較少酒精用量。

（2）對苯酚性質(zhì)，降低苯酚濃度為0.5％～1.0％，溴水濃度也可以適量降低為稍濃。

（3）改進定性驗證試驗試劑硝酸銀濃度。配置銀氨溶液，氨水、硝酸銀濃度可降低為1％，通常情況下，離子檢驗中，硝酸銀濃度只需要0.1％，雖然降低了藥品濃度，但是實驗效果并未因此而降低。由此可見，在不影響最終效果的前提下，降低其濃度，不僅讓藥品的損耗更低，還保護了環(huán)境，實現(xiàn)我們追求的綠色化學(xué)實驗。

三、改進實驗方法，進行實驗綠色化設(shè)計

通過降低化學(xué)實驗的規(guī)模，綜合分散實驗，充分利用反應(yīng)物；在計算機、多媒體等的幫助下，使用并改進模擬化學(xué)實驗，設(shè)計出綠色化學(xué)理念指導(dǎo)下的綠色實驗。筆者在本文中以氯氣的性質(zhì)為例，論述微型實驗。

1.實驗設(shè)置

其中會設(shè)置5個寬度1厘米，長度小于試管直徑的濾紙條，紙條上依次滴有：（1）品紅試液；（2）石蕊試液；（3）淀粉試液；（4）硫化鈉試液；（5）溴化鉀試液；（6）晶體；（7）膠頭滴管（吸有濃鹽酸）。

2.實驗步驟

實驗極為簡單，只需要擠壓膠頭滴管，讓少許濃鹽酸進入試管底部和晶體發(fā)生反應(yīng)，紙條就會出現(xiàn)顏色改變，從而驗證氯氣的性質(zhì)。

3.改進后優(yōu)點

改進后的裝置比較簡易，紙條顏色變化明顯，消耗藥品量較少，無污染。組合兩個及以上的化學(xué)實驗，讓實驗更具綜合性，避免重復(fù)進行試驗帶來的藥品浪費、環(huán)境污染，大大提升實驗效率，縮短實驗花費時間，這也是綠色化學(xué)理念的內(nèi)在要求。如改進的演示氯氣性質(zhì)演示實驗，不僅要收集大量氯氣，而且流程繁瑣，燃燒過程中還會造成空氣污染，有損師生健康，通過上述措施可以很好地避免以上情況，取得更好的效果。

不僅如此，實驗操作的規(guī)范性、科學(xué)的處理廢棄物等也符合綠色化學(xué)實驗的本質(zhì)要求，這就要求在進行中學(xué)化學(xué)實驗的過程中，應(yīng)該深入思考和研究，在不影響實驗?zāi)康牡那疤嵯拢嵘龑嶒灥木G色性。

當(dāng)前，國內(nèi)在不斷深化教育教學(xué)改革，素質(zhì)教育理念被社會所接受，這就要求中學(xué)化學(xué)教師深入領(lǐng)會新課改精神，在素質(zhì)教育理念的指引下，不斷深化教學(xué)改革，進行化學(xué)實驗教學(xué)的過程中，提升化學(xué)實驗的綠色化程度，保證師生健康的同時也保護了環(huán)境。

［1］羅宵山.高中化學(xué)“物質(zhì)的量”學(xué)習(xí)支架搭建的理論與實踐［D］.華中師范大學(xué)，2015.

［2］鄒晶娟.“初中生有關(guān)‘鹽’前概念”的探查和概念轉(zhuǎn)化策略的研究［D］.東北師范大學(xué)，2011.

［3］劉微.新課程背景下高中化學(xué)實驗室資源現(xiàn)狀和利用的調(diào)查研究［D］.東北師范大學(xué)，2010.

·編輯魯翠紅