在中學化學教學中滲透綠色觀

謝克封+楊天林

摘要：21世紀的今天，人與環境矛盾日益嚴重，人口增長過快，人類向地球肆無忌憚貪婪地不斷索取耕地、淡水和礦產，地球有限的資源日趨枯竭，環境日益惡化，目前，我們正面臨著有史以來最嚴重的環境危機，面對環境惡化，各發達國家已經從起初的治標轉向治本，即從先污染后治理轉向開發清潔能源，從源頭上消除污染，生產出環境友好產品。因此，我們針對目前惡化的環境形勢，提出了“綠色化學”新概念，確保環境與經濟協調發展。

關鍵詞：化學教學；環境問題；綠色化學

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0234-02

綠色化學是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則，即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子，在始端就采用實現污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，是一門從源頭阻止污染的化學。綠色化學跟環境保護的區別在于綠色化學是主動出擊，在源頭上阻斷化學污染，然而環境保護是先污染后治理，治理難度大，經濟投入大。所以綠色化學在化學教學中需要加大力度更大范圍的推廣普及，這不僅僅只是素質教育的要求，更是個人環境保護意識的建立，是的當今快速社會發展的需求。如何能在化學教學講授中更好地展現出綠色化學，使之成為化學教學密不可分的重中之重，是現如今教育人員需要研究的新領域。

一、在實驗教學中滲透綠色教學

大家都知道，興趣是引導我們學習并產生動機的重要因素。擁有一個良好的學習習慣和思維動力是我們學習的基礎?；瘜W主要是以實驗為基礎的，實驗現象五花八門。我們利用實驗的現象來吸引學生對化學這門課程的注意，以此來引起學生的興趣。不過在化學實驗的過程中也容易出現污染的情況，既污染環境又對師生的身體健康產生影響。所以我們在實驗的過程中，要嚴格按照實驗規定來操作，這是對綠色化學教學的提現。

1.實驗過程中操作要規范化，體現出綠色化學：（1）在實驗過程中好多的實驗藥品在用量方面沒有給出明確的劑量。在不妨礙實驗的前提下，我們應當減少藥品的用量，這樣既杜絕浪費，又減少了三廢的排放。（2）比如：催化劑和載體在化學實驗過程中可以重復使用，這既降低了成本，又實現了減少廢料排放的需要。（3）對科學家來說，生活中不是缺少美，知識缺少發現美的眼睛，只要我們動動腦子，好好利用，就可以變廢為寶。所以回收并且加以利用這些物質可有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求。（4）在設計化學產品時，我們應當首先想到原料和再生產品該如何利用，怎樣才能變廢為寶、節約資源和保護環境。（5）針對在化學過程中不能替代，無法回收且有毒副作用的化學原料，我們應當拒絕使用。這是實現綠色化學實驗室的根本。

2.設計實驗時要選擇最能表現綠色化的方案，比如，使用Cu、濃HNO3、H2O、空氣來制取Cu（NO3）2，學生在設計實驗時通過綠色化學的觀點來選取最佳方案。主要有以下3種方案：①Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；②3Cu+8HNO3（?。?3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；③2Cu+O2=2CuO CuO+2HNO3=Cu（NO3）2+H2O。在經化學反應取得新物質時，綠色化學主張充分使用每一個原子，體現了“原子經濟性”，所以綠色化學在不浪費資源的同時又能預防污染。以上3種方案經對比分析，制取一樣物質的量的Cu（NO3）2時，使用各種反應物、產生的污染物的物質的量和原子利用率，見下表：

注：原子利用率=期望產品的相對分子質量/全部產品的相對原子質量之和×100%

分析上表可知方案①消耗硝酸的量最多，生成的污染物最多，原子利用率最低，是最差的方案。方案③消耗硝酸的量最少，生成的污染物最少，原子利用率最高，是最佳的方案。

3.改進實驗裝置，提倡綠色化學：化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學既是化學教學的重要組成部分，也是影響學生環境意識的最重要手段。因此，在實驗教學中滲透綠色化學的觀點，有利于幫助學生樹立綠色化學思想，例如常見的尾氣處理裝置（見下圖a、b、c）。

Ⅰ.實驗室制取Cl2時，尾氣的處理可采用b裝置。Ⅱ.制取CO時，尾氣處理可采用a.c裝置。Ⅲ.制取H2時，尾氣處理可采用a.c裝置。

4.組織現場教學，是在自然和社會現實活動中進行的教學組織形式，現場教學不僅是課堂教學的必要的補充，也是課堂教學的繼續和發展，是與課堂教學相聯系的一種教學組織形式。為了讓學生更容易掌握綠色化學知識，可以組織學生到工廠參觀。利于學生獲得直接經驗，深刻理解理論知識。讓學生了解工廠在處理工業三廢方面作出哪些具體的工作，用什么設備來轉化三廢。

二、在理論教學中滲透綠色教學

面對中學教育內容的日益豐富，教學課堂中不僅僅是課本知識，還融入了生活知識，學生接收新知識的能力也不斷在突破，這就要求教師在課堂上對知識優化組合?；瘜W課堂中可以對學生時適時地開展綠色化學教育，比如：在上輪機化學課石油餾分中的含硫化合物腐蝕鍋爐時，引入：（1）硫氧化合物對大氣的污染：二氧化硫（SO2）是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體，二氧化硫（SO2）與水蒸氣作用會產生酸霧，強烈刺激人體的呼吸器官。英國倫敦1952年12月5日那場著名的倫敦煙霧事件，就是由于空氣中大量的二氧化硫（SO2）、霧、粉塵造成的，因為工廠和家庭排出的煙塵，當時在低空出現逆溫層，形成了硫酸霧，4—5天時間導致4，000人死亡。通過例子，我們可以跟學生講解產生SO2污染物后的除去方法，分別可以采用氨法或堿法或石灰乳法或不回收法等。（2）工業和汽車以及供暖產生的大量污染物如果不經處理直接排放，是目前環境惡化的罪魁禍首，其中污染物氮氧化物（NO，NO2）：一氧化氮（NO）是一種無色、無味有毒氣體，一氧化氮（NO）中毒與一氧化碳（CO）中毒機理很類似，通過與人體的血紅素結合形成亞硝基血紅素，從而引發人體中毒。二氧化氮（NO2）不同于一氧化氮（NO），二氧化氮（NO2）是種紅棕色有刺激性氣味的氣體，毒性遠遠大于一氧化氮（NO），當吸入過多的二氧化氮NO2時，致人死亡。我國目前已經可以成功做到氮氧化物的排除，用氨作還原劑，CuO2CrO作催化劑的“排煙脫氫法”。當然，最好的防治環境惡化根本是禁止污染物產生，尋找新能源替換污染能源，改變污染能源結構、植樹造林等。課堂上穿插講解這種綠色化學知識，不僅可以提高學生的學習興趣，作為知識的延展，還可以大大豐富課堂內，深受學生的歡迎。綠色化學在生活和教學中越來越被人們認識和關注，對我們改善環境、防污治霾、節約資源和保護人類健康方面有著至關重要指導意義。這是一個長遠且艱巨的過程，需要我們每個人拿出一份力量參與和支持。

參考文獻：

[1]楊家嶺.綠色化學與技術[M].北京：北京郵電大學出版社，2001.

[2]朱文祥.綠色化學與綠色化學教育[J].化學教育，2001，（1）.

[3]吳泳.綠色化學———化學教育的新課題[J].化學教育，1998，（8）.

[4]鮑正榮.化學實驗的綠色化改造[J].四川師范學院學報，2000，（21）.

In the Middle School Chemistry Teaching Penetration Green View

XIE Ke-feng1，2，YANG Tian-lin2

（1.Wuzhong High School in Wuzhong，Wuzhong，Ningxia 751100，China；

2.School of Chemistry and Chemical Engineering，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021，China）

Abstract：The 21st century today，with the rapid increase of population，the resources consumption growing，per capita arable land，fresh water and mineral resources to reduce gradually，the contradiction between population and resources is increasingly sharp，humanity is facing the most serious environmental crisis，in the face of environmental degradation，the developed countries has been from the beginning take temporary solution to effect a permanent cure，namely after starting pollution governance to develop clean energy，eliminate pollution from the source，produce environmentally friendly products. In this situation，considering environmental protection，economy，society and the needs of the development of their own，chemical industry and has new concept of "green chemistry" arises at the historic moment.

Key words：chemistry teaching；environmental problems；green chemistry