高中化學實驗綠色化探究

譚燕坤

【內容摘要】在高中化學教學中，有效滲透綠色化教育，倡導綠色化實驗，有助于培養學生綠色化學觀念，增強學生環保自覺性，為學生今后走上社會，實現社會可持續發展奠定堅實的知識基礎。

【關鍵詞】高中化學 實驗綠色化

化學實驗綠色化，即從綠色化學的角度分析和研究化學實驗，以減少有毒有害物質的排放，消除化學實驗帶來的環境污染問題，提高化學實驗的安全性和環保性。化學是一門以實驗為基礎的自然學科，在實驗中，往往會產生一些廢水、廢氣以及廢渣，若不及時有效處理，會污染實驗環境，甚至會危害師生的身體健康。因此，在高中化學實驗教學中，教師要巧妙地將綠色化學理念與實驗教學內容有機結合起來，在滿足教學要求的前提下，盡可能地減少使用有毒害物質試劑，加強實驗裝置改進，有效處理廢物排放，開發微型化學實驗，從而減少化學實驗對環境的污染，實現實驗綠色化和潔凈化，培養學生綠色化學意識，形成良好的實驗態度和習慣。

一、合理選用化學實驗用品，實現實驗原料的綠色化

化學實驗藥品、試劑品種較大，在化學實驗中，要從綠色化學角度出發，注重實驗原料的綠色化設計，盡量避免選擇和使用有毒害的反應物和反應助劑，并盡可能地減少實驗用品和試劑的用量，這樣，既能節約資源，又可以減少環境污染。一方面，要注意在不改變化學實驗反應原理的前提下，借助更好地其他反應物替代原有的反應物，以減少實驗污染。比如，在制取乙烯時，其原料常以濃硫酸為主，此時，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；在溶液導電性實驗，氯化鈉與鹽酸導電時會產生有害的氯氣，此時，若能氯化鈉替換為硫酸鈉，將鹽酸替換為稀硫酸，這樣既能達到實驗教學目的，又可以避免氯氣產生，消除污染；在萃取碘單質實驗中，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生，又可以提高室內空氣質量。

另一方面，要注意因地制宜，借助小試管、點滴板、多用滴管等微型化儀器，減少實驗原料的使用，使實驗藥品和試劑用量最小化。

二、加強化學實驗裝置改進，實現實驗儀器的綠色化

在高中化學教材中，有些化學實驗裝置連接儀器多，操作難度大，有些會涉及有毒有害物質，安全性低，會引發環境污染。因此，加強化學驗裝置改進，既可以避免實驗的不足，提高實驗的安全性，又可以減少環境污染，同時還能夠培養學生創新精神。

以人教版必修二鋁熱反應演示實驗為例，教材課本實驗中試劑用量較多，反應過快，學生不易觀察，且鐵珠四濺，危險性較大。同時，實驗過程中使用的濾紙在燃燒時生成大量的煙霧會污染室內空氣。于是，筆者對此實驗裝置進行了改進，改進后的實驗裝置如下：

（1）實驗材料和儀器：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、蒸發皿、細砂。

（2）實驗操作步驟：首先，將盛滿細砂的蒸發皿放在鐵架臺旁邊。然后準備一支粉筆，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的氯酸鉀粉末，并用火柴點燃浸了酒精的粉筆，等待和觀察實驗現象，不久會發現有劇烈的鋁熱反應產生，最后待冷卻后，利用磁鐵在蒸發皿的細砂上吸起鐵珠。

（3）實驗結果：利用改進后的裝置進行實驗，結果表明，該實驗不僅設計簡單，實驗現象明顯，易于操作，成功率高，而且減少了對環境的污染，確保了室內空氣質量，整個實驗體現了綠色化學的思想。

三、有效處理化學實驗廢物，實現實驗產物的綠色化

化學實驗產生的廢棄物若不及時有效處理，將會對環境較大的負面影響，因此，在高中化學實驗教學中，教師要滲透綠色化學教育理念，及時引導學生對化學實驗廢棄物進行合理處理和回收利用，從源頭處控制“三廢”對環境造成的污染。比如，溶液導電性實驗所剩余的實驗藥品、粗鹽提純后的精鹽、電解質與非電解質實驗所剩下的固體物質等均可回收利用于后續實驗中；對于那些無法回收的廢棄物也應恰當處理，不可隨意排放，亂扔亂丟。

在處理廢渣時，對于實驗中剩余或產生的金屬片（銅與硝酸反應剩余的銅片、銀鏡反應生成的銀等）在實驗結束后要及時交到指定點，以便回收再利用。在處理廢液時，對于含鋅、錳、鋇、鉛等重金屬離子的廢液，應加入適量的硫氫化鈉、堿、碳酸鹽溶液后使其轉化為硫化氫沉淀物，碳酸鹽、氫氧化物后，過濾分離，再將少量的殘渣埋于地下。對于燃燒而產生的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行燃燒；對于廢硫酸液應先用廢堿和堿液中和后再從水道中排出；對于無機酸、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，應注意乙酸丁酯萃取，再蒸餾回收。在處理廢氣時，宜采用封閉式實驗操作，并做好尾氣處理，以減少有害廢氣的排出。

總之，在化學實驗教學中，教師要注意巧妙滲透綠色化學思想，注意合理選用化學實驗用品，實現實驗原料的綠色化，加強化學實驗裝置改進，實現實驗儀器的綠色化，有效處理化學實驗廢物，實現實驗產物的綠色化，努力將綠色化學思想應貫穿于整個化學實驗的始終，從而提高化學實驗教學質量，培養學生創新精神和環保意識。

（作者單位：廣東省湛江市第一中學）endprint