綠色化學(xué)理念在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透

陳蘭

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)的理念，既是現(xiàn)代社會(huì)的要求，也是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保理念的有效途徑。通過開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)、減少藥品用量或循環(huán)使用藥品、創(chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、妥善處理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的“三廢”等途徑，既達(dá)到了綠色化學(xué)的要求，又提高了實(shí)驗(yàn)效果。

綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)，它最大特點(diǎn)是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。

一、使用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)以微型實(shí)驗(yàn)器材為載體，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的核心地位。它具有裝置微型化和試劑減量化兩個(gè)基本特點(diǎn)，既節(jié)約藥品、節(jié)省時(shí)間、保證實(shí)驗(yàn)效果，又綠色環(huán)保、減少了環(huán)境污染。

案例一：在人教版九年級化學(xué)上冊教材P42第4（2）小題“尋找新的催化劑”實(shí)驗(yàn)中，我將學(xué)生思維引向生活，尋找替代微型儀器（如盛西瓜霜含片的吹塑板），實(shí)驗(yàn)效果好，培養(yǎng)了學(xué)生的節(jié)約意識和創(chuàng)新意識。

案例二：《氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)》，硫和紅磷在空氣或氧氣中的燃燒，用燃燒匙裝藥品存在的問題是用量過大、燃燒時(shí)間長。將燃燒匙進(jìn)行改進(jìn)，取玻璃棒的一端燒至半熔融后壓出一個(gè)小凹槽，微型燃燒匙就制成了。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，節(jié)約藥品，污染小。

案例三：《探究分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象》，我用Y形管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，左支管中加少量無色酚酞試液，右支管中加約2～3滴濃氨水，蓋上橡膠塞。該密閉裝置簡單，藥品用量大大減少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，便于攜帶走動(dòng)且不污染環(huán)境、危害健康。

二、減少藥品用量，降低試劑濃度，循環(huán)使用化學(xué)藥品

初中化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)大多沒有指明藥品的用量和濃度，化學(xué)教師要在日常教學(xué)時(shí)對涉及藥品用量和濃度的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索，盡可能減少藥品用量、降低試劑濃度，預(yù)防環(huán)境污染，這也是對綠色化學(xué)最好的滲透。

案例一：《金屬的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)》，向5支試管中分別放入少量鎂條、鋁片、鋅粒、鐵片、銅片，然后分別加入5mL稀鹽酸（稀硫酸）。其實(shí)學(xué)生只取2mL稀酸即可，減少了酸的用量卻觀察到同樣的效果，也減少了處理廢酸液的量。

案例二：在濃度對實(shí)驗(yàn)效果的影響不大的情況下，如指示劑酚酞、石蕊等原濃度為0.5%～1.0%，經(jīng)改進(jìn)可減少到0.1%～0.25%;在配制稀鹽酸、稀硫酸、硝酸銀、硫酸銅、氯化鋇等溶液時(shí)也可考慮降低濃度，這樣既節(jié)約藥品，又減少環(huán)境污染。

案例三：用高錳酸鉀制氧氣后的固體廢棄物有二氧化錳、錳酸鉀、少量高錳酸鉀，可先加熱，反應(yīng)完全后再通過溶解、過濾、洗滌、干燥來回收二氧化錳并循環(huán)利用。

三、創(chuàng)新改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置

通過創(chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，尋找儀器代用品，既減少了對環(huán)境的污染，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的安全性能，獲得更好的實(shí)驗(yàn)效果，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

案例一：《木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)》，教材實(shí)驗(yàn)是用木炭粉，反應(yīng)的時(shí)間長且現(xiàn)象不明顯?？梢园涯咎糠鄹某杉す獯蛴C(jī)用的墨粉（粉末極細(xì)，價(jià)格便宜），或者提前把木炭粉和氧化銅按比例先加少量水混合，再用玻璃棒沾些混合物薄薄地涂抹在試管底部的內(nèi)壁上，等干燥后進(jìn)行加熱。反應(yīng)時(shí)間大大縮減，且現(xiàn)象變得非常明顯。

案例二：《測定“空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)》，教材中的實(shí)驗(yàn)裝置密封性不易控制，加上導(dǎo)氣管內(nèi)尚留有空氣，導(dǎo)致誤差較大。可進(jìn)行如下改進(jìn)：將足量白磷放在試管（事先分成五等份）中并塞緊橡膠塞，置于熱水中，使白磷充分燃燒，待試管冷卻后倒浸入水中，在水面下拿掉橡膠塞，過一會(huì)后在水下塞上橡膠塞，拿出水面。本實(shí)驗(yàn)所用儀器少、誤差小。

案例三：《探究燃燒條件的改進(jìn)》實(shí)驗(yàn)存在不足：銅片上的白磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙五氧化二磷，會(huì)污染環(huán)境、危害健康。針對可能存在的問題，引導(dǎo)學(xué)生探究改進(jìn)裝置。在兩個(gè)等大小的試管里分別加入適量的紅磷和白磷，用橡膠塞或氣球密封，同時(shí)置于熱水中，操作簡單、現(xiàn)象明顯而且無污染。

四、規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，妥善處理實(shí)驗(yàn)中的廢棄物

人教版初中化學(xué)教材中有54個(gè)演示實(shí)驗(yàn)、25個(gè)探究活動(dòng)和8個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，妥善處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的廢棄物，既提高了操作的規(guī)范性，又培養(yǎng)了學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，增強(qiáng)了環(huán)境保護(hù)意識。

案例一：有害固體的處理

探究金屬活動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)中，先收集鋁和硫酸銅置換得到的銅，再加熱處理得到氧化銅用于實(shí)驗(yàn)，也可以進(jìn)一步用于制取硫酸銅，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。還可以長時(shí)間收集銅和硝酸銀置換得到的銀，達(dá)到一定量后融化成銀塊用于相關(guān)實(shí)驗(yàn)，或者將金屬廢渣集中后送專門的回收部門處理。

案例二：有害廢液的處理

（1）酸堿廢液的處理：初中實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的酸堿廢液主要含有鹽酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉等，可將廢酸液和廢堿液少量、分次進(jìn)行互相混合，測pH約為7，再稀釋，即可排放。這樣既處理了酸堿性廢液，又節(jié)約了成本，也不會(huì)污染環(huán)境。

（2）含重金屬廢液的處理：含鋇廢液的處理，向廢液中加入適量的硫酸鈉，充分反應(yīng)后使鋇離子轉(zhuǎn)化為硫酸鋇沉淀，分離沉淀，檢測濾液中無鋇離子再排放;含銀廢液的處理。用鐵將銀置換出來，再分離除去;含銅廢液的處理。用鐵將銅置換出來，再分離除去。

案例三：有害廢氣的處理

硫在空氣和氧氣里燃燒，該實(shí)驗(yàn)要求在通風(fēng)處進(jìn)行，能有效減少室內(nèi)空氣污染，但不符合綠色化學(xué)要求。我們可以將硫在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)放在盛有少量水或NaOH溶液的集氣瓶中進(jìn)行，作無害化處理后排放。又如CO還原Fe2O3或CuO的實(shí)驗(yàn)中一定要進(jìn)行尾氣處理，用燃燒法加以處理多余的一氧化碳。

總之，在化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行綠色化學(xué)理念的滲透是一項(xiàng)循序漸進(jìn)的工作。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師盡量體現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新要求：省資源、無污染、無廢物、多循環(huán)、多利用，這樣不僅節(jié)約資源、減少污染，而且能使學(xué)生受到直觀的環(huán)保教育，自覺養(yǎng)成保護(hù)環(huán)境的習(xí)慣，為構(gòu)建和諧社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（責(zé)編 ?孟 飛）