滲透“綠色化學”理念，創新中學化學微型實驗

李志風 楊發福

[摘 要]對中學化學實驗進行綠色化改進和創新具有重要意義。以“綠色化學”理念為指導，對氯氣的制取及其性質實驗進行設計改進，構建綜合性微型實驗，實驗裝置簡單，實驗效果明顯，同時減少污染，節約藥品，是一個典型的“綠色化學”理念指導下的中學化學微型實驗創新范例。

[關鍵詞]微型實驗；綠色化學；創新

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）20-0063-02

化學實驗有助于鍛煉學生的思維能力和創新能力，是探究和學習物質及其變化的基本方法，也是科學探究的一種重要途徑。在實驗中加強對“綠色化學”理念的滲透，減少實驗藥品消耗和環境危害，對于全面發展學生的化學學科素養有著極為重要的作用。因此，作為教師，要勇于創新，在遵循實驗原理的基礎上，對一些步驟復雜的、有危險性的實驗進行改進，讓其成為簡單、方便的微型演示實驗，讓學生有機會去親身體驗，從而加深他們對實驗和化學知識的了解。

“氯氣及其化合物”是高中化學教學的重要內容之一，對氯氣性質的檢驗是加深學生對氯氣相關知識的理解的必要教學過程。蘇教版化學必修一專題二中使用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，其常用實驗裝置存在一些問題，如殘留鹽酸的處理，制取過程需要在通風櫥中進行比較煩瑣，尾氣的處理，等等。根據“綠色化學”理念，本文結合教學實際，從實驗裝置、實驗原理以及實驗條件等多方面進行思考，對氯氣的制取及其性質實驗進行了創新和改進，讓實驗更加符合綠色化學和演示實驗的要求。

一、實驗改進

以往實驗室制取氯氣及其性質檢驗的實驗一般分為兩部分，其中一部分是氯氣的制取，另一部分是性質的檢驗，實驗裝置較復雜，且在實驗過程中氯氣的產生不好控制，往往會因為過量造成環境污染和藥品浪費，而且氣密性欠佳。本文通過設計微型實驗來制取和探究氯氣性質，基本彌補了以往實驗的不足，以下是實驗的具體過程。

1.原理

Ca（ClO）2+4HCl（濃）[ ]2Cl2[↑]+CaCl2+2H2O

2.實驗藥品及儀器

漂白精片、鹽酸溶液、KBr溶液、NaOH溶液、KI溶液、酚酞溶液、硫氰化鉀溶液、氯化亞鐵溶液以及淀粉等；集氣瓶、微型燒杯、注射器、膠頭滴管、燃燒匙、鑷子、橡膠塞、棉花等。

3.實驗步驟

（1）取一個干凈的集氣瓶，將漂白精片搗碎后放在一個微型的小燒杯內，用鑷子小心地將微型燒杯放入集氣瓶內，然后分別取四個大小相同的棉花團，分別蘸上KBr溶液、NaOH+酚酞溶液、KI溶液+淀粉、FeCl2+KSCN溶液，棉花一定要蘸透，接著用鑷子將棉花團分別放入集氣瓶內微型燒杯的四周，記住每種藥品所放的位置，用安裝好并放入蘸有NaOH棉花的燃燒匙的橡膠塞塞好瓶口。裝置如圖1所示。

（2）上述準備工作做好后，往注射器中加入適量的鹽酸溶液，將注射器針頭對準微型燒杯插入橡膠塞內，輕輕地推動注射器的活塞，可以看見塑料瓶內漸漸產生黃綠色的氣體，根據產生的氣體來控制推送速度，仔細觀察瓶內的實驗現象。實驗結束后，瓶內蘸有四種藥品的棉花發生了顏色變化。

4.實驗現象

二、實驗改進后的優點

（1）綜合多個實驗同時進行。整套裝置包括氯氣的制取，氯氣與水的反應，氯氣與溴化鉀、碘化鉀以及亞鐵離子的反應實驗，將多個實驗合而為一，把氯氣的知識點整合在一起，有利于培養學生綜合思考的能力。

（2）實驗現象明顯直觀。學生可以同時觀察到多組實驗產生的現象，在腦海中形成鮮明的對比，有利于加強學生的觀察能力和概括能力。

（3）體現了“綠色化學”的理念。本實驗不需要通過加熱來制取氯氣，裝置簡單，并能通過注射器來控制反應的速度，可以節省藥品；鹽酸和次氯酸鈣反應程度溫和，安全性高，整個實驗裝置密閉且瓶內裝有蘸有棉花的氫氧化鈉，可吸收多余的氯氣，不會造成氣壓過大或氯氣泄漏，相對環保。

（4）激發學生創新意識。氯氣的制取及其性質檢驗實驗本來是比較煩瑣且有一定危險性的實驗，經過創新改進，學生親身經歷和看到了效果如此明顯的實驗，引發了學生思維的碰撞，為日后他們進行創新埋下了希望的種子。

（5）實驗微型化、易操作。該實驗不僅可以作為演示實驗來讓學生觀看，也可以讓學生親自動手操作，切切實實體驗“綠色化學”理念和創新實驗帶來的樂趣。

三、實驗反思

本文以氯氣的制取及其性質實驗的改進為例，將氯氣的制取和檢驗合二為一，對以往實驗的不足之處加以改進，如使用注射器來控制反應速率，將實驗裝置進行微型化處理以及尾氣的綠色化處理等，收到了實驗裝置簡單、實驗效果明顯、減少污染、節約藥品的效果，是一個典型的“綠色化學”理念指導下的中學化學微型實驗創新范例。總的來說，化學實驗在化學教學中具有非常重要的地位和作用，教師可以從構建微型實驗和綠色化學的角度出發，多對實驗進行適當的改進和創新，不僅從思想上熏陶學生，更在實際行動中鼓勵學生，更好地培養學生的思維能力、觀察能力和創新能力，真正落實新課標對培養創新型人才的要求。

（責任編輯 羅 艷）