張婭瓊

摘 要：綠色化學(xué)又叫環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。中學(xué)化學(xué)實驗內(nèi)容的選擇、設(shè)計和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化。一方面，盡量減少污染很嚴重的實驗；另一方面，在實驗過程中通過有效的措施使化學(xué)實驗對實驗場所和環(huán)境的污染降低。采用理論分析與實驗研究相結(jié)合的方式，對新課標下高中化學(xué)實驗內(nèi)容的綠色化進行研究。

關(guān)鍵詞：綠色化研究；實驗內(nèi)容；高中化學(xué)

綠色化學(xué)又叫環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。中學(xué)化學(xué)實驗內(nèi)容的選擇、設(shè)計和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化。一方面，盡量減少污染很嚴重的實驗；另一方面，在實驗過程中通過有效的措施使化學(xué)實驗對實驗場所和環(huán)境的污染降低。例如在新課改的人教版教材中關(guān)于一些有毒氣體如氯氣、氯化氫氣體的制備實驗已經(jīng)不作為演示實驗，有關(guān)硫化氫氣體的實驗已經(jīng)被刪除等。

“化學(xué)實驗綠色化”即化學(xué)實驗潔凈化，是將綠色化學(xué)的基本原理和理念應(yīng)用于化學(xué)實驗，其目的是改變“只要有化學(xué)實驗就會產(chǎn)生環(huán)境污染”的現(xiàn)狀，要求在滿足教學(xué)要求的前提下，使設(shè)計的化學(xué)實驗徹底避免或盡量減少使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)，盡量減少化學(xué)實驗對環(huán)境的污染。高中化學(xué)實驗綠色化的優(yōu)點為：可培育綠色化學(xué)思想、可指點綠色化學(xué)方法。

一、綠色化實驗培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的途徑

1.建立綠色化的理論和方法

①防止污染優(yōu)于治理污染；②最大限度地利用資源設(shè)計化學(xué)反應(yīng)，縮短反應(yīng)時間、提高資源的利用率；③盡量使用或產(chǎn)生無毒無害或毒性小的物質(zhì)；④用不易揮發(fā)、無害的溶劑；⑤盡量不使用輔助劑或在必須用時選用無毒物質(zhì)；⑥控制實驗條件防止污染發(fā)生；⑦用不產(chǎn)生污染的試劑代替有害的試劑。

2.加強實驗改進

①規(guī)范藥品用量，提出量化要求；②改進實驗裝置。

3.開發(fā)微型化實驗

最簡的實驗設(shè)計、最低的排廢提供最安全的實驗環(huán)境、最廉的投入換取最佳的教學(xué)成效、使學(xué)生牢固樹立綠色化學(xué)的觀念。

4.回收處理廢物

對某些化學(xué)試劑進行回收再利用，可以節(jié)省資源，降低實驗成本，減少污染。對于一些不能回收利用的廢棄物，也必須經(jīng)過適當?shù)奶幚恚荒茈S意排放。

5.綜合設(shè)計實驗

比如把一些分散的實驗串聯(lián)合并起來一起做，既可以由單人進行連續(xù)操作，縮短實驗時間，又能減少氣體的外逸，有效地減少反應(yīng)物的使用及有害物質(zhì)的排放。

二、實驗設(shè)計研究案例

案例：過氧化氫的氧化還原性

人教版高中化學(xué)選修6“實驗化學(xué)”中的藍瓶子實驗即亞甲基藍的振蕩實驗涉及化學(xué)振蕩反應(yīng)的基本原理。通過觀察顏色交替出現(xiàn)藍色—無色—藍色—無色的現(xiàn)象，直觀地證明了氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。但該實驗僅以實驗的趣味性來讓學(xué)生從中獲得相應(yīng)的知識，且顏色變化只有兩種，相對簡單。對此，對該實驗進行如下改進：

2.實驗步驟

①無色溶液A：在400 mL燒杯中加入100 mL 30%的H2O2溶液，用蒸餾水稀釋，配制成250 mL溶液即為無色溶液A。

②無色溶液B：稱取10.7g的KIO3晶體，放入400 mL的燒杯中，加入100 mL的蒸餾水，加熱溶解，冷卻后，再加入10 mL 2 mol/L的H2SO4溶液，用蒸餾水稀釋，配制成250 mL的溶液，即為無色溶液B。

③無色溶液C：稱取3.9 g丙二酸、0.8 g MnSO4晶體、0.075 g淀粉放入400 mL燒杯中，用少量熱蒸餾水溶解，再用蒸餾水稀釋，配制成250 mL溶液，即為無色溶液C。

④分別量取A、B、C溶液50 mL，同時倒入250 mL燒杯中，立即充分攪拌片刻后，靜置，觀察實驗現(xiàn)象。

3.思考交流

①記錄實驗現(xiàn)象并解釋，為什么溶液會呈現(xiàn)周期性的變化？

②實驗中何時體現(xiàn)了雙氧水的氧化性、還原性？

③查閱資料：過氧化氫的性質(zhì)和用途，在課堂上交流，說明使用它進行實驗的好處。

該實驗重新設(shè)計藍瓶子實驗，加入丙二酸和硫酸錳，使得溶液出現(xiàn)三種顏色的周期性變化，并且實驗中只需將溶液混合，無需振蕩就可觀察到明顯的實驗現(xiàn)象。學(xué)生不僅可以獲得相應(yīng)的科學(xué)知識，還能通過親身經(jīng)歷觀察、思考、解釋、作出結(jié)論等過程學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展其科學(xué)思維。另外，學(xué)生通過搜集過氧化氫的特點用途，并積極交流而了解其特殊性，初步理解實驗中滲透綠色化學(xué)思想的表現(xiàn)，了解到大力推廣綠色化學(xué)的重要意義，從而使其關(guān)注一些社會問題，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計實驗時要注意節(jié)約實驗藥品，減少污染，提高其對社會的關(guān)注和認識。

參考文獻：

[1]袁加程.化學(xué)實驗綠色化的研究[J].化學(xué)工程與裝備，2010（6）：216-218.

[2]李安峰，盧巍，趙鋒.微型實驗與化學(xué)新課程改革[J].化學(xué)教學(xué)，2005（10）：4-6.