綠色化學(xué)與中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的研究

楊元美

摘 要：進(jìn)入新世紀(jì)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(hù)，因此，人們?cè)絹碓街匾暬瘜W(xué)試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域引入綠色化學(xué)理念是必然趨勢(shì)。主要分析了中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)；綠色

中學(xué)化學(xué)綠色實(shí)驗(yàn)是廣大教師重點(diǎn)研究的課題之一。筆者在本文中從三個(gè)方面研究了中學(xué)化學(xué)綠色實(shí)驗(yàn)的方式，以求進(jìn)一步提升中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色教學(xué)的水平和質(zhì)量。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理，綠色化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程

縱觀中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，一般都會(huì)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(shí)候，勢(shì)必要進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，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(jì)實(shí)驗(yàn)，在不影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)效果和目的的同時(shí)，促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。如進(jìn)行CO還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)的時(shí)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(jìn)行演示，為教學(xué)的開展帶來諸多不便，現(xiàn)進(jìn)行如下調(diào)整。

1.實(shí)驗(yàn)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(tái)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(shí)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(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

該實(shí)驗(yàn)使用草酸鈉制備CO，在一個(gè)裝置中同時(shí)進(jìn)行CO的制備和CO的還原實(shí)驗(yàn)，并全部吸收制取的CO，在一個(gè)密閉的體系中巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)之設(shè)想。

二、控制實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)

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(shí)間等對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行控制，滿足綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。

中學(xué)化學(xué)教科書中，一些實(shí)驗(yàn)明確要求了藥品濃度和所需量，一些實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(jìn)定性驗(yàn)證試驗(yàn)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(yàn)中，硝酸銀濃度只需要0.1%，雖然降低了藥品濃度，但是實(shí)驗(yàn)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(hù)了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)我們追求的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)

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

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)置

其中會(huì)設(shè)置5個(gè)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(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)極為簡(jiǎn)單，只需要擠壓膠頭滴管，讓少許濃鹽酸進(jìn)入試管底部和晶體發(fā)生反應(yīng)，紙條就會(huì)出現(xiàn)顏色改變，從而驗(yàn)證氯氣的性質(zhì)。

3.改進(jìn)后優(yōu)點(diǎn)

改進(jìn)后的裝置比較簡(jiǎn)易，紙條顏色變化明顯，消耗藥品量較少，無污染。組合兩個(gè)及以上的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)更具綜合性，避免重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)帶來的藥品浪費(fèi)、環(huán)境污染，大大提升實(shí)驗(yàn)效率，縮短實(shí)驗(yàn)花費(fèi)時(shí)間，這也是綠色化學(xué)理念的內(nèi)在要求。如改進(jìn)的演示氯氣性質(zhì)演示實(shí)驗(yàn)，不僅要收集大量氯氣，而且流程繁瑣，燃燒過程中還會(huì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的本質(zhì)要求，這就要求在進(jìn)行中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中，應(yīng)該深入思考和研究，在不影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，提升?shí)驗(yàn)的綠色性。

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(huì)所接受，這就要求中學(xué)化學(xué)教師深入領(lǐng)會(huì)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(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，提升化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化程度，保證師生健康的同時(shí)也保護(hù)了環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[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(shí)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(shí)驗(yàn)室資源現(xiàn)狀和利用的調(diào)查研究[D].東北師范大學(xué)，2010.