高中化学实验绿色化探究

谭燕坤

【内容摘要】在高中化学教学中，有效渗透绿色化教育，倡导绿色化实验，有助于培养学生绿色化学观念，增强学生环保自觉性，为学生今后走上社会，实现社会可持续发展奠定坚实的知识基础。

【关键词】高中化学 实验绿色化

化学实验绿色化，即从绿色化学的角度分析和研究化学实验，以减少有毒有害物质的排放，消除化学实验带来的环境污染问题，提高化学实验的安全性和环保性。化学是一门以实验为基础的自然学科，在实验中，往往会产生一些废水、废气以及废渣，若不及时有效处理，会污染实验环境，甚至会危害师生的身体健康。因此，在高中化学实验教学中，教师要巧妙地将绿色化学理念与实验教学内容有机结合起来，在满足教学要求的前提下，尽可能地减少使用有毒害物质试剂，加强实验装置改进，有效处理废物排放，开发微型化学实验，从而减少化学实验对环境的污染，实现实验绿色化和洁净化，培养学生绿色化学意识，形成良好的实验态度和习惯。

一、合理选用化学实验用品，实现实验原料的绿色化

化学实验药品、试剂品种较大，在化学实验中，要从绿色化学角度出发，注重实验原料的绿色化设计，尽量避免选择和使用有毒害的反应物和反应助剂，并尽可能地减少实验用品和试剂的用量，这样，既能节约资源，又可以减少环境污染。一方面，要注意在不改变化学实验反应原理的前提下，借助更好地其他反应物替代原有的反应物，以减少实验污染。比如，在制取乙烯时，其原料常以浓硫酸为主，此时，若能够用氧化铝替代浓硫酸，作为催化剂，可以极大地减少硫酸的污染；在溶液导电性实验，氯化钠与盐酸导电时会产生有害的氯气，此时，若能氯化钠替换为硫酸钠，将盐酸替换为稀硫酸，这样既能达到实验教学目的，又可以避免氯气产生，消除污染；在萃取碘单质实验中，若能用二氯甲烷替代四氯化碳，这样能够避免刺激性气味的产生，又可以提高室内空气质量。

另一方面，要注意因地制宜，借助小试管、点滴板、多用滴管等微型化仪器，减少实验原料的使用，使实验药品和试剂用量最小化。

二、加强化学实验装置改进，实现实验仪器的绿色化

在高中化学教材中，有些化学实验装置连接仪器多，操作难度大，有些会涉及有毒有害物质，安全性低，会引发环境污染。因此，加强化学验装置改进，既可以避免实验的不足，提高实验的安全性，又可以减少环境污染，同时还能够培养学生创新精神。

以人教版必修二铝热反应演示实验为例，教材课本实验中试剂用量较多，反应过快，学生不易观察，且铁珠四溅，危险性较大。同时，实验过程中使用的滤纸在燃烧时生成大量的烟雾会污染室内空气。于是，笔者对此实验装置进行了改进，改进后的实验装置如下：

（1）实验材料和仪器：粉笔、小刀、铁架台（带铁夹）、酒精、火柴、铝粉、三氧化二铁、氯酸钾、磁铁、蒸发皿、细砂。

（2）实验操作步骤：首先，将盛满细砂的蒸发皿放在铁架台旁边。然后准备一支粉笔，用小刀将粉笔抠取一凹槽后（用铁夹夹的一端不抠）将其浸泡在酒精，几分钟后取出备用。接着在凹槽中撒些铝热剂（铝粉和三氧化二铁的混合物），再在铝热剂上铺上一层研细的氯酸钾粉末，并用火柴點燃浸了酒精的粉笔，等待和观察实验现象，不久会发现有剧烈的铝热反应产生，最后待冷却后，利用磁铁在蒸发皿的细砂上吸起铁珠。

（3）实验结果：利用改进后的装置进行实验，结果表明，该实验不仅设计简单，实验现象明显，易于操作，成功率高，而且减少了对环境的污染，确保了室内空气质量，整个实验体现了绿色化学的思想。

三、有效处理化学实验废物，实现实验产物的绿色化

化学实验产生的废弃物若不及时有效处理，将会对环境较大的负面影响，因此，在高中化学实验教学中，教师要渗透绿色化学教育理念，及时引导学生对化学实验废弃物进行合理处理和回收利用，从源头处控制“三废”对环境造成的污染。比如，溶液导电性实验所剩余的实验药品、粗盐提纯后的精盐、电解质与非电解质实验所剩下的固体物质等均可回收利用于后续实验中；对于那些无法回收的废弃物也应恰当处理，不可随意排放，乱扔乱丢。

在处理废渣时，对于实验中剩余或产生的金属片（铜与硝酸反应剩余的铜片、银镜反应生成的银等）在实验结束后要及时交到指定点，以便回收再利用。在处理废液时，对于含锌、锰、钡、铅等重金属离子的废液，应加入适量的硫氢化钠、碱、碳酸盐溶液后使其转化为硫化氢沉淀物，碳酸盐、氢氧化物后，过滤分离，再将少量的残渣埋于地下。对于燃烧而产生的NO、SO2、HCl之类的有害气体的废液，需要用配有洗涤器的焚烧炉进行燃烧；对于废硫酸液应先用废碱和碱液中和后再从水道中排出；对于无机酸、盐类、碱类等浓度较低的废液，可用水清先稀释后再将其从水道中排出；对于高浓度的酚液，应注意乙酸丁酯萃取，再蒸馏回收。在处理废气时，宜采用封闭式实验操作，并做好尾气处理，以减少有害废气的排出。

总之，在化学实验教学中，教师要注意巧妙渗透绿色化学思想，注意合理选用化学实验用品，实现实验原料的绿色化，加强化学实验装置改进，实现实验仪器的绿色化，有效处理化学实验废物，实现实验产物的绿色化，努力将绿色化学思想应贯穿于整个化学实验的始终，从而提高化学实验教学质量，培养学生创新精神和环保意识。

（作者单位：广东省湛江市第一中学）endprint