高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化建設(shè)研究

賈玉霞 彭利坤

摘要：化學(xué)是幫助學(xué)生進(jìn)行客觀世界認(rèn)知的一門學(xué)科，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是最行之有效的教學(xué)方式之一。實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的各種物質(zhì)可能造成對環(huán)境的污染。因此，教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需嚴(yán)格要求學(xué)生對藥品用量的使用，以及對實(shí)驗(yàn)裝置的改善，促進(jìn)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)；綠色化

化學(xué)研究對經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展具有重要的推進(jìn)作用；在進(jìn)行化學(xué)研究的過程中也會產(chǎn)生具有危害性質(zhì)的產(chǎn)物，威脅到人類、環(huán)境等。因此，高中化學(xué)的綠色性建設(shè)刻不容緩，一方面可以實(shí)現(xiàn)對教師教學(xué)方式的優(yōu)化，另一方面可以減少污染的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、 有效實(shí)驗(yàn)控制污染

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的陳舊可能造成對人體的傷害，或者對環(huán)境的污染。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，可以組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行研究，通過化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)綠色實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

“鈉與氯氣的反應(yīng)”是高中化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)知識，筆者組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。傳統(tǒng)鈉與氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案為，收集一瓶氯氣與加熱的鈉進(jìn)行反應(yīng)（圖1）。氯氣具有毒性，所以在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中會造成對學(xué)生身體的傷害。因此，筆者組織學(xué)生進(jìn)行有關(guān)氯氣生成的實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)一步有效實(shí)現(xiàn)鈉與氯氣的反應(yīng)。學(xué)生通過探究發(fā)現(xiàn)濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，在實(shí)驗(yàn)的過程中筆者組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改善（圖2）。將裝有濃鹽酸的分液漏斗安裝在裝有高錳酸鉀的集氣瓶上，在集氣瓶上安插燃燒匙（放有綠豆粒大小的鈉），通過導(dǎo)管與漏斗通向裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中。學(xué)生通過改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)放出大量的熱與氯氣，大量的熱促進(jìn)鈉的燃燒，再和氯氣反應(yīng)，產(chǎn)生大量白煙。

圖1

圖2

在密閉的環(huán)境下進(jìn)行鈉與氯氣的實(shí)驗(yàn)，既可以避免氯氣對學(xué)生身體的傷害，同時(shí)還可以避免鈉與氧氣發(fā)生反應(yīng)，操作簡單、安全。教師在化學(xué)教學(xué)中，可以組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仔細(xì)研究，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化建設(shè)。

二、 藥品用量進(jìn)行規(guī)范

在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中，針對實(shí)驗(yàn)藥品的用量均會給出明確的指示，在個(gè)別實(shí)驗(yàn)中對實(shí)驗(yàn)藥品用量需根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況進(jìn)行，在教材中會用“適量”等詞匯進(jìn)行相關(guān)描述。學(xué)生在進(jìn)行“適量”的使用上還會根據(jù)個(gè)人的意愿進(jìn)行隨意添加，既造成對實(shí)驗(yàn)藥品的浪費(fèi)，同時(shí)還可能會影響實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

在“硫酸根離子的檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)中，Na2SO4溶液、Na2CO3溶液和Na2SO3溶液三種溶液逐次與氯化鋇和鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)的過程中產(chǎn)生二氧化硫有毒氣體。在實(shí)驗(yàn)過程中筆者要求學(xué)生對Na2SO4溶液、Na2CO3溶液和Na2SO3溶液三種溶液各量取10mL，0.02mol/L氯化鋇溶液共量取15mL，2mol/L鹽酸共量取15mL。學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)在Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，學(xué)生寫出化學(xué)方程式Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl，即白色沉淀為BaSO4。接下來向?qū)嶒?yàn)生成物中加入5mL鹽酸，學(xué)生發(fā)現(xiàn)白色沉淀不溶解，因此證明BaSO4不與鹽酸反應(yīng)。通過觀察Na2CO3溶液和Na2SO3溶液與氯化鋇的反應(yīng)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)均會產(chǎn)生白色沉淀，再分別與5mL鹽酸進(jìn)行反應(yīng)的過程中白色沉淀溶解消失，Na2SO3溶液的后續(xù)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)為BaSO3+2HClBaCl2+SO2↑+H2O。反應(yīng)生成的二氧化硫?yàn)橛卸練怏w，所以在實(shí)驗(yàn)過程中筆者對三種實(shí)驗(yàn)溶液、氯化鋇和鹽酸的用量進(jìn)行控制，并且在實(shí)驗(yàn)裝置后添加氫氧化鈉溶液進(jìn)行二氧化硫的處理，實(shí)現(xiàn)對有毒氣體釋放量的控制。

筆者通過對實(shí)驗(yàn)藥品用量的規(guī)范，減少二氧化硫有毒氣體的產(chǎn)生。所以，教師在進(jìn)行綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)過程中，可以通過對實(shí)驗(yàn)藥品用量進(jìn)行規(guī)范。

三、 廢物進(jìn)行回收處理

高中化學(xué)幫助學(xué)生豐富對物質(zhì)的認(rèn)知，但在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中會造成廢物或者廢氣的產(chǎn)生。綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建立中，教師可以組織學(xué)生對廢物或者廢氣進(jìn)行回收處理，避免環(huán)境污染。

在進(jìn)行銅與硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過課前對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的閱讀發(fā)現(xiàn)，銅與硝酸的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。通過對方程式的觀察，實(shí)驗(yàn)會產(chǎn)生二氧化氮有毒氣體，所以筆者組織學(xué)生在實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行改動。學(xué)生通過研究發(fā)現(xiàn)，一氧化氮和氫氧化鈉可以進(jìn)行反應(yīng)。以此，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)裝置后安裝試管放入氫氧化鈉溶液，進(jìn)行尾氣處理，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

筆者組織學(xué)生利用對實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對有毒氣體的處理，避免對環(huán)境造成污染。因此，教師在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以借助對實(shí)驗(yàn)裝置的研究實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢物或者廢氣的有效處理，促進(jìn)綠色化實(shí)驗(yàn)的建設(shè)。

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的直觀表現(xiàn)，因此，在進(jìn)行化學(xué)教學(xué)過程中，教師需注重實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。教師在組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，通過有效實(shí)驗(yàn)、藥品規(guī)范以及廢物治理，從而避免對環(huán)境的危害，促進(jìn)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢季穎.綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究[D].大連：遼寧師范大學(xué)，2013.

[2]樊彥伶.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)綠色化的研究[D].桂林：廣西師范大學(xué)，2010.

作者簡介：

賈玉霞，甘肅省蘭州市，西北師范大學(xué)附屬中學(xué)；

彭利坤，甘肅省蘭州市，榆中縣第一中學(xué)。