中學化學實驗綠色化途徑研究

李芳

摘 要： 隨著環境問題日益突出，將綠色化學理念滲透到中學化學實驗教學之中，實現化學實驗的綠色化顯得尤為重要。本文就中學化學實驗綠色化途徑進行探討。

關鍵詞： 途徑 化學實驗 綠色化

實驗是體現化學學科特色的關鍵活動，是溝通理論知識和實踐應用的橋梁，能夠幫助學生更好地獲取知識、發展技能。但是，化學實驗在幫助學生構建知識的同時，給環境帶來了沉重的負擔。因此，我們迫切需要以綠色化學理念為指導，結合中學化學實驗教學目標和內容，研究中學化學實驗綠色化途徑。下面筆者從教學實踐出發，就中學化學實驗綠色化途徑闡述幾點建議。

一、實驗試劑的綠色化

1.減少試劑用量和試劑濃度。通常情況下，學生都誤認為，實驗藥品越多現象越明顯，且對用量沒有清晰的概念，因此往往超量使用藥品，不僅造成資源浪費，還會增加廢棄物，造成環境污染。因此實驗時，老師一定要強調藥品用量，如試管取用溶液時，一般一個手指到兩個手指高的用量就可以了。減少試劑用量的一個有效辦法就是用小規格的實驗儀器，如用小試管代替大使管，用點滴板代替試管。這樣試劑用量自然會大量減少。另外，教師需要對藥品濃度嘗試摸索，在保證實驗效果的前提下，盡量降低藥品濃度。如在離子檢驗時，離子濃度0.1%就已經足夠了。

2.化學試劑回收和重復使用。化學試劑的回收和重復使用，是綠色化學理念下使用藥品的基本準則，是實現實驗綠色化的重要途徑。如碘萃取實驗后的萃取劑四氯化碳，有毒，不可以直接倒入下水道，應該經過濃氫氧化鈉溶液洗滌，分液處理后再循環使用；H2O2分解制取氧氣的實驗，會產生大量的二氧化錳固體廢棄物。有老師建議將半干的二氧化錳粉末沾在水泥球上，晾干后進行實驗，不僅實驗效果非常好，而且回收利用十分方便；鈉與水的反應產生的氫氧化鈉溶液、粗鹽提純后得到的鹽都應該回收起來再利用。通過重復利用化學試劑，增強學生的節約意識，避免浪費。

3.用生活用品替代化學試劑。日常生活中，處處可見化學用品，用生活用品替代化學試劑進行實驗，有利于拉近學生和化學實驗之間的距離、增強實驗的趣味性、提高學生學習化學的興趣。如在做碳酸鈉和碳酸氫鈉相關實驗時，可以用食品加工中用的蘇打和小蘇打粉代替；用廢舊電池中的鋅皮制取氫氣；用食用醋代替醋酸除去水垢等。

二、實驗裝置的綠色化

1.實驗裝置的串聯。化學實驗的串聯是指將多個實驗系列化，組合在一起進行，不僅可以避免有害氣體的溢出造成的環境污染，還會節約實驗時間，使實驗更加綠色化。如氯氣的準備、除雜、干燥及其性質（漂白性、強氧化性）的實驗；二氧化硫的制備及其性質實驗；乙烯的制取及其性質實驗均可以設計為串聯實驗。另外對于這些有毒氣體的實驗，我們應注意裝置的密封性和尾氣吸收。

2.實驗裝置微型化。微型化學實驗，是指實驗儀器和試劑微型化，是一種新的實驗模式，是實現實驗綠色化的重要途徑。普通的中學化學實驗都是在試管、燒杯中進行的，實驗藥品消耗量大，微型實驗可以在濾紙上進行鹵素元素的置換實驗、可以在點滴板上進行離子反應和離子檢驗的實驗、可以在W形管中進行氯氣的制備和性質實驗。相比于傳統實驗，微型實驗不僅可以取得比傳統實驗更好的實驗效果，而且操作簡便快捷、節約資源，減少了廢棄物排放，有效彌補了很多學校課程資源不足的情況，使每個學生都能自主開展實驗、提高實驗技能。

3.用生活用品替代部分實驗儀器。實驗室的儀器和設備是實驗課堂重要的資源，如果善于發現和利用，學生身邊的物品同樣是重要的實驗器具。用日常廢棄物制作的小型化學實驗儀器，具有簡便、直觀、藥品用量少等優點，更有利于培養學生動手技能和創新意識。如用一次性注射器代替量筒、裝藥片的塑料穴膜板代替點滴板、用筷子或者吸管代替玻璃棒、用礦泉水瓶代替燒杯進行各種實驗。每學期可以舉辦“廢棄物在化學實驗中的再利用”活動，提高學生的實驗操作水平、創新能力和環保意識。

三、實驗廢棄物處理的綠色化

化學實驗不可避免地會產生實驗“三廢”，即廢氣、廢水、廢渣，教師在每次學生實驗結束之后，都應該監督學生做好相關實驗的收尾工作，并在平時教學工作中不失時機地向學生介紹實驗廢物處理的必要性和方法，師生共同努力建設綠色化實驗室。

四、運用現代化手段，拓展化學實驗綠色化的研究空間

現代信息技術快速發展，給學校教學提出了更高的要求。作為一門以培養學生科學素養、以實驗為基礎的學科，促進信息技術在化學實驗教學中的廣泛應用，已經是時代發展的必然。仿真實驗平臺是一種化學試劑零投入、廢棄物零排放的實驗方式，為危險性大、重污染的實驗找到了更好的出路。如鋰鈉鉀銣銫的結構與性質關系實驗、氯氣和氫氣混合爆炸實驗等，出于學生安全的考慮，教師一般不可能讓學生做這些實驗，在仿真實驗室，學生只需要一臺電腦，就可以自主操作這些實驗，而不需要死記硬背實驗現象和結論。以鋰鈉鉀銣銫的結構與性質關系實驗為例，我們可以同時看到這五種金屬和水反應的現象，方便對比，這是演示實驗和教師播放視頻的時候不可能做到的事情。當點擊同時演示的時候，我們可以看到銫與水反應非常劇烈，發生了爆炸并能聽到爆炸聲，銣反應也非常劇烈，瞬間完成，其他幾種金屬反應劇烈程度相對較小。整個過程非常逼真，使學生有身臨其境之感，學生對實驗現象和堿金屬元素性質規律會留下非常深刻的印象，彌補教師嘴上講實驗、學生背實驗的不足。

在化學實驗教學中，教師應該首先樹立綠色化學觀念，積極探索新課改下化學實驗綠色化的有效途徑，通過對傳統化學實驗的綠色化改進，實現環境保護和實驗效果的雙贏，實現環境保護和學生實驗技能提高的雙贏，為國家可持續發展戰略輸送高素質人才。

參考文獻：

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[3]吳惠華.高中化學實驗綠色化設計與實施[J].考試周刊，2015（39）.

本文系廣州市教育科學“十二五”規劃2014年度課題《中學綠色化學校本課程的開發和實施研究》（課題編號：1201451912）的階段性研究成果。