摘 要：化學(xué)是一門建立在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化學(xué)原理，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)基本理論的理解，掌握實(shí)驗(yàn)基本操作技能與方法，提高其動(dòng)手能力。但是實(shí)驗(yàn)過(guò)程過(guò)不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害物質(zhì)，不僅會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的身體健康產(chǎn)生危害，而且會(huì)污染周邊環(huán)境。因此高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不僅要注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作能力的提升，還要將綠色化學(xué)的理念引入課堂，節(jié)約實(shí)驗(yàn)資源，提高產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率。本文針對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中“綠色化”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；無(wú)機(jī)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1 推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，性質(zhì)實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)加以驗(yàn)證，例如溶液顏色的變化情況、是否生成沉淀或溶解、產(chǎn)生氣體等，這些性質(zhì)實(shí)驗(yàn)可控制試劑用量，只要保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，利于觀察即可，微型實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分利用現(xiàn)代化儀器，比如核磁共振、色譜、紫外線、紅外線等，將合成與鑒定有效融合在一起，對(duì)少量產(chǎn)物進(jìn)行定性、測(cè)定即可，通過(guò)最少量的試劑應(yīng)用取得更明顯的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象。相比之下，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，試劑用量更少，實(shí)驗(yàn)成本低、效率高，可最大程度上減少化學(xué)污染。且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的“三廢”量也更少，不僅改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件，而且也減少了環(huán)境污染。由此可見(jiàn)，微型實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要策略。通常推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法包括兩種，一種是使用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的簡(jiǎn)單器材，比如滴板等，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作方法取得較為明顯的實(shí)驗(yàn)效果，且可降低實(shí)驗(yàn)成本；另外一種方法就是利用專業(yè)的微型化儀器裝置，以獲得更加準(zhǔn)確的化學(xué)信息與更加明顯的反應(yīng)結(jié)果，不過(guò)這種方法成本相對(duì)較高。

2 合理安排教學(xué)次序

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教材編排上通常分為幾個(gè)模塊，包括實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)原理與常數(shù)測(cè)定、化合物提純與制備、元素化合物性質(zhì)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等。在教學(xué)過(guò)程中，如果可以針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行次序上的調(diào)整，則可提高實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的回收率，將前面實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物，保證實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性。比如首先安排基本操作實(shí)驗(yàn)，然后再進(jìn)行無(wú)機(jī)制備實(shí)驗(yàn)，粗食鹽提純后會(huì)得到氯化鈉，后續(xù)實(shí)驗(yàn)中可用于配制氯化鈉溶液，或者作為分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中天平稱量練習(xí)的原材料；再比如硫酸亞鐵銨制備實(shí)驗(yàn)中，制備出的硫酸亞鐵銨相比其它亞鐵鹽性質(zhì)更加穩(wěn)定，故可用于后續(xù)鐵系元素實(shí)驗(yàn)中配制Fe2+溶液。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法可有效減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中藥品的浪費(fèi)，而且將污染排施量控制在最小范圍內(nèi)，控制環(huán)境污染；此外，還可以培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)與環(huán)境意識(shí)。

3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)用到多種試劑，特別是元素化學(xué)實(shí)驗(yàn)，基于綠色化學(xué)教學(xué)理念下，要從根本上阻止污染，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容予以優(yōu)化，具體可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行：

一方面，將劇毒實(shí)驗(yàn)盡量刪除，或做出改進(jìn)。選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡量刪除一些毒性較大、危險(xiǎn)性較大、“三廢”處理比較困難的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中盡量不用無(wú)法回收、無(wú)法再生、無(wú)法重復(fù)使用的藥品原料。如果某些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容十分必要，無(wú)法刪除，則可以利用多媒體技術(shù)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行還原，讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)操作獲得身臨其境的感染。利用多媒體模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)，利用文字、聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)等多種形式對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行仿真，將一些試劑耗量大、成本高、毒性大、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)?zāi)M出來(lái)，真正實(shí)現(xiàn)“零排施、零污染”。

另一方面，盡量尋找替代品，用無(wú)毒、低毒化學(xué)制劑取代有毒化學(xué)試劑。比如沉淀-溶解平衡實(shí)驗(yàn)，其主要目的是利用溶度積規(guī)則及平衡移動(dòng)原理對(duì)沉淀的生成、溶解、分步沉淀、沉淀的轉(zhuǎn)化等進(jìn)行驗(yàn)證。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)通常采用Pb2+和CrO42-作為沉淀離子及沉淀劑，雖然可以取得較為明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是實(shí)驗(yàn)廢液中會(huì)含有大量Pb、Cr等有毒重金屬，排放出去會(huì)嚴(yán)重污染水資源。針對(duì)這種情況，可以在綠色化學(xué)理念下，根據(jù)溶度積規(guī)則選則其它沉淀離子及沉淀劑，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)予以改進(jìn)，在達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康那疤嵯?，將有毒物質(zhì)的應(yīng)用與排放控制在最小范圍內(nèi)。

4 科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)“三廢”

在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，雖然采用各種方法試圖控制污染，但廢氣、廢水、固體廢棄物是無(wú)可避免的，因此“三廢”的處理至關(guān)重要。具體而言，可以采取下列幾種方法：中和法：通常適用于含酸及含堿廢液。pH值調(diào)節(jié)法：主要針對(duì)一些含汞、鋅、銅、鉛、錳等含有重金屬離子的廢液，在堿性條件下加入Na2S，生成硫化物沉淀，通過(guò)靜置分離，再將溶液酸堿度調(diào)節(jié)在pH值6-8，再排放出去。硫酸亞鐵法：基于酸性條件下，把含Cr（VI）的廢液使用FeSO4還原成Cr（III），再加入堿液生成Cr（OH）3進(jìn)行沉淀，通過(guò)靜置分離，再將溶液酸堿度調(diào)節(jié)在pH值6-8排放出去。硫化物沉淀法：主要針對(duì)一些包含銀化合物的廢液。增加吸收裝置：主要針對(duì)一些包含H2S、NO2等廢氣的實(shí)驗(yàn)，增加吸收裝置可使H2S通入硫酸銅溶液，而堿可以吸收Cl2、NO2、SO2等物質(zhì)。采用上述方法處理“三廢”會(huì)產(chǎn)生少量廢渣，固體廢棄物可以找一個(gè)遠(yuǎn)離水源的地方掩埋于地下。

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