高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化探究

譚燕坤

【內(nèi)容摘要】在高中化學(xué)教學(xué)中，有效滲透綠色化教育，倡導(dǎo)綠色化實(shí)驗(yàn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)觀念，增強(qiáng)學(xué)生環(huán)保自覺性，為學(xué)生今后走上社會，實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的知識基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 實(shí)驗(yàn)綠色化

化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，即從綠色化學(xué)的角度分析和研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)，以減少有毒有害物質(zhì)的排放，消除化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的環(huán)境污染問題，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全性和環(huán)保性?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)中，往往會產(chǎn)生一些廢水、廢氣以及廢渣，若不及時(shí)有效處理，會污染實(shí)驗(yàn)環(huán)境，甚至?xí)：熒纳眢w健康。因此，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要巧妙地將綠色化學(xué)理念與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，在滿足教學(xué)要求的前提下，盡可能地減少使用有毒害物質(zhì)試劑，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)，有效處理廢物排放，開發(fā)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)綠色化和潔凈化，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識，形成良好的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和習(xí)慣。

一、合理選用化學(xué)實(shí)驗(yàn)用品，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)原料的綠色化

化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品、試劑品種較大，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，要從綠色化學(xué)角度出發(fā)，注重實(shí)驗(yàn)原料的綠色化設(shè)計(jì)，盡量避免選擇和使用有毒害的反應(yīng)物和反應(yīng)助劑，并盡可能地減少實(shí)驗(yàn)用品和試劑的用量，這樣，既能節(jié)約資源，又可以減少環(huán)境污染。一方面，要注意在不改變化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理的前提下，借助更好地其他反應(yīng)物替代原有的反應(yīng)物，以減少實(shí)驗(yàn)污染。比如，在制取乙烯時(shí)，其原料常以濃硫酸為主，此時(shí)，若能夠用氧化鋁替代濃硫酸，作為催化劑，可以極大地減少硫酸的污染；在溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，氯化鈉與鹽酸導(dǎo)電時(shí)會產(chǎn)生有害的氯氣，此時(shí)，若能氯化鈉替換為硫酸鈉，將鹽酸替換為稀硫酸，這樣既能達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，又可以避免氯氣產(chǎn)生，消除污染；在萃取碘單質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，若能用二氯甲烷替代四氯化碳，這樣能夠避免刺激性氣味的產(chǎn)生，又可以提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。

另一方面，要注意因地制宜，借助小試管、點(diǎn)滴板、多用滴管等微型化儀器，減少實(shí)驗(yàn)原料的使用，使實(shí)驗(yàn)藥品和試劑用量最小化。

二、加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器的綠色化

在高中化學(xué)教材中，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置連接儀器多，操作難度大，有些會涉及有毒有害物質(zhì)，安全性低，會引發(fā)環(huán)境污染。因此，加強(qiáng)化學(xué)驗(yàn)裝置改進(jìn)，既可以避免實(shí)驗(yàn)的不足，提高實(shí)驗(yàn)的安全性，又可以減少環(huán)境污染，同時(shí)還能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。

以人教版必修二鋁熱反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)為例，教材課本實(shí)驗(yàn)中試劑用量較多，反應(yīng)過快，學(xué)生不易觀察，且鐵珠四濺，危險(xiǎn)性較大。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中使用的濾紙?jiān)谌紵龝r(shí)生成大量的煙霧會污染室內(nèi)空氣。于是，筆者對此實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如下：

（1）實(shí)驗(yàn)材料和儀器：粉筆、小刀、鐵架臺（帶鐵夾）、酒精、火柴、鋁粉、三氧化二鐵、氯酸鉀、磁鐵、蒸發(fā)皿、細(xì)砂。

（2）實(shí)驗(yàn)操作步驟：首先，將盛滿細(xì)砂的蒸發(fā)皿放在鐵架臺旁邊。然后準(zhǔn)備一支粉筆，用小刀將粉筆摳取一凹槽后（用鐵夾夾的一端不摳）將其浸泡在酒精，幾分鐘后取出備用。接著在凹槽中撒些鋁熱劑（鋁粉和三氧化二鐵的混合物），再在鋁熱劑上鋪上一層研細(xì)的氯酸鉀粉末，并用火柴點(diǎn)燃浸了酒精的粉筆，等待和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不久會發(fā)現(xiàn)有劇烈的鋁熱反應(yīng)產(chǎn)生，最后待冷卻后，利用磁鐵在蒸發(fā)皿的細(xì)砂上吸起鐵珠。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該實(shí)驗(yàn)不僅設(shè)計(jì)簡單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，易于操作，成功率高，而且減少了對環(huán)境的污染，確保了室內(nèi)空氣質(zhì)量，整個(gè)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想。

三、有效處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢物，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的綠色化

化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物若不及時(shí)有效處理，將會對環(huán)境較大的負(fù)面影響，因此，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要滲透綠色化學(xué)教育理念，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢棄物進(jìn)行合理處理和回收利用，從源頭處控制“三廢”對環(huán)境造成的污染。比如，溶液導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)所剩余的實(shí)驗(yàn)藥品、粗鹽提純后的精鹽、電解質(zhì)與非電解質(zhì)實(shí)驗(yàn)所剩下的固體物質(zhì)等均可回收利用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)中；對于那些無法回收的廢棄物也應(yīng)恰當(dāng)處理，不可隨意排放，亂扔亂丟。

在處理廢渣時(shí)，對于實(shí)驗(yàn)中剩余或產(chǎn)生的金屬片（銅與硝酸反應(yīng)剩余的銅片、銀鏡反應(yīng)生成的銀等）在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要及時(shí)交到指定點(diǎn)，以便回收再利用。在處理廢液時(shí)，對于含鋅、錳、鋇、鉛等重金屬離子的廢液，應(yīng)加入適量的硫氫化鈉、堿、碳酸鹽溶液后使其轉(zhuǎn)化為硫化氫沉淀物，碳酸鹽、氫氧化物后，過濾分離，再將少量的殘?jiān)裼诘叵?。對于燃燒而產(chǎn)生的NO、SO2、HCl之類的有害氣體的廢液，需要用配有洗滌器的焚燒爐進(jìn)行燃燒；對于廢硫酸液應(yīng)先用廢堿和堿液中和后再從水道中排出；對于無機(jī)酸、鹽類、堿類等濃度較低的廢液，可用水清先稀釋后再將其從水道中排出；對于高濃度的酚液，應(yīng)注意乙酸丁酯萃取，再蒸餾回收。在處理廢氣時(shí)，宜采用封閉式實(shí)驗(yàn)操作，并做好尾氣處理，以減少有害廢氣的排出。

總之，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要注意巧妙滲透綠色化學(xué)思想，注意合理選用化學(xué)實(shí)驗(yàn)用品，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)原料的綠色化，加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀器的綠色化，有效處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢物，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的綠色化，努力將綠色化學(xué)思想應(yīng)貫穿于整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的始終，從而提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和環(huán)保意識。

（作者單位：廣東省湛江市第一中學(xué)）endprint