新课标下高中化学实验内容的绿色化研究

张娅琼

摘 要：绿色化学又叫环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。中学化学实验内容的选择、设计和呈现体现绿色化。一方面，尽量减少污染很严重的实验；另一方面，在实验过程中通过有效的措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低。采用理论分析与实验研究相结合的方式，对新课标下高中化学实验内容的绿色化进行研究。

关键词：绿色化研究；实验内容；高中化学

绿色化学又叫环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。中学化学实验内容的选择、设计和呈现体现绿色化。一方面，尽量减少污染很严重的实验；另一方面，在实验过程中通过有效的措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低。例如在新课改的人教版教材中关于一些有毒气体如氯气、氯化氢气体的制备实验已经不作为演示实验，有关硫化氢气体的实验已经被删除等。

“化学实验绿色化”即化学实验洁净化，是将绿色化学的基本原理和理念应用于化学实验，其目的是改变“只要有化学实验就会产生环境污染”的现状，要求在满足教学要求的前提下，使设计的化学实验彻底避免或尽量减少使用和产生有害物质，尽量减少化学实验对环境的污染。高中化学实验绿色化的优点为：可培育绿色化学思想、可指点绿色化学方法。

一、绿色化实验培养科学素养的途径

1.建立绿色化的理论和方法

①防止污染优于治理污染；②最大限度地利用资源设计化学反应，缩短反应时间、提高资源的利用率；③尽量使用或产生无毒无害或毒性小的物质；④用不易挥发、无害的溶剂；⑤尽量不使用辅助剂或在必须用时选用无毒物质；⑥控制实验条件防止污染发生；⑦用不产生污染的试剂代替有害的试剂。

2.加强实验改进

①规范药品用量，提出量化要求；②改进实验装置。

3.开发微型化实验

最简的实验设计、最低的排废提供最安全的实验环境、最廉的投入换取最佳的教学成效、使学生牢固树立绿色化学的观念。

4.回收处理废物

对某些化学试剂进行回收再利用，可以节省资源，降低实验成本，减少污染。对于一些不能回收利用的废弃物，也必须经过适当的处理，不能随意排放。

5.综合设计实验

比如把一些分散的实验串联合并起来一起做，既可以由单人进行连续操作，缩短实验时间，又能减少气体的外逸，有效地减少反应物的使用及有害物质的排放。

二、实验设计研究案例

案例：过氧化氢的氧化还原性

人教版高中化学选修6“实验化学”中的蓝瓶子实验即亚甲基蓝的振荡实验涉及化学振荡反应的基本原理。通过观察颜色交替出现蓝色—无色—蓝色—无色的现象，直观地证明了氧化还原反应的发生。但该实验仅以实验的趣味性来让学生从中获得相应的知识，且颜色变化只有两种，相对简单。对此，对该实验进行如下改进：

2.实验步骤

①无色溶液A：在400 mL烧杯中加入100 mL 30%的H2O2溶液，用蒸馏水稀释，配制成250 mL溶液即为无色溶液A。

②无色溶液B：称取10.7g的KIO3晶体，放入400 mL的烧杯中，加入100 mL的蒸馏水，加热溶解，冷却后，再加入10 mL 2 mol/L的H2SO4溶液，用蒸馏水稀释，配制成250 mL的溶液，即为无色溶液B。

③无色溶液C：称取3.9 g丙二酸、0.8 g MnSO4晶体、0.075 g淀粉放入400 mL烧杯中，用少量热蒸馏水溶解，再用蒸馏水稀释，配制成250 mL溶液，即为无色溶液C。

④分别量取A、B、C溶液50 mL，同时倒入250 mL烧杯中，立即充分搅拌片刻后，静置，观察实验现象。

3.思考交流

①记录实验现象并解释，为什么溶液会呈现周期性的变化？

②实验中何时体现了双氧水的氧化性、还原性？

③查阅资料：过氧化氢的性质和用途，在课堂上交流，说明使用它进行实验的好处。

该实验重新设计蓝瓶子实验，加入丙二酸和硫酸锰，使得溶液出现三种颜色的周期性变化，并且实验中只需將溶液混合，无需振荡就可观察到明显的实验现象。学生不仅可以获得相应的科学知识，还能通过亲身经历观察、思考、解释、作出结论等过程学习科学方法，发展其科学思维。另外，学生通过搜集过氧化氢的特点用途，并积极交流而了解其特殊性，初步理解实验中渗透绿色化学思想的表现，了解到大力推广绿色化学的重要意义，从而使其关注一些社会问题，引导学生在设计实验时要注意节约实验药品，减少污染，提高其对社会的关注和认识。

参考文献：

[1]袁加程.化学实验绿色化的研究[J].化学工程与装备，2010（6）：216-218.

[2]李安峰，卢巍，赵锋.微型实验与化学新课程改革[J].化学教学，2005（10）：4-6.