摘 要：實驗是化學學科重要學科，在于直觀形象地呈現(xiàn)化學知識和規(guī)律。高中化學對學生的要求之一即鍛煉學生動手實踐操作能力，因而實驗教學成為培養(yǎng)學生學習能力主要途徑。和物理實驗相比，化學實驗中極有可能會產(chǎn)生損害人體與污染大氣環(huán)境的有害物質，所以凸顯在實驗教學中引入綠色理念的重要性和必要性。所謂綠色理念即在設計和研究化學實驗時盡可能減少污染環(huán)境或產(chǎn)生負面影響的化學材料，并促使學生養(yǎng)成良好的化學學習習慣，深化對所學化學知識理解，提高實驗教學效率。對此，文章從多方面分析在化學實驗教學中應用綠色理念策略，望給予教師教學提供參考。

關鍵詞：高中化學;實驗教學;綠色理念;應用策略

一、 引言

隨著經(jīng)濟水平快速提升，各個領域都實現(xiàn)蓬勃發(fā)展，在此過程中也對環(huán)境造成較為嚴重的污染。尤其化學化工行業(yè)在某種程度影響國家大氣環(huán)境，嚴重危害大自然。即使科學技術快速發(fā)展，也無法可觀地補償化學化工對自然所造成的損害，因而當前各個化工行業(yè)廣泛應用綠色理念，并將行業(yè)發(fā)展與綠色理念相結合，進一步推動化工行業(yè)發(fā)展。如果要更好地建設化工行業(yè)，必然需要在此過程中投入大量具有綠色理念的人才，高中化學教師在此背景下就可在實驗教學中應用綠色理念，促使學生深入理解所學知識的同時形成良好的環(huán)保意識。

二、 實驗方案綠色改進

高中化學教師在應用綠色理念時可積極優(yōu)化實驗方案，如提升原子利用率，原子利用率=（預期產(chǎn)物的總質量/生成物的總質量）×100%，目的在于對化學過程中原子經(jīng)濟性實施評估，同時也可評價化學實驗廢棄物排放情況，實現(xiàn)真正意義層面化學實驗綠色化。在實驗串聯(lián)/并聯(lián)化中也可運用綠色理念，所謂化學實驗串聯(lián)化即按照一定先后順序將多個實驗組合為一個實驗，縮短化學實驗所需時間，一定程度也能避免多步驟實驗中形成的物質造成的污染，該實驗方式適用分步次或有毒有害實驗，達到化學實驗綠色化目的。以“氯氣實驗室制備”與“氯氣性質檢驗”等實驗為例，如果分開進行實驗操作，除了要多次制備氯氣，最重要的是在收集和使用制備的氯氣過程中大量溢出，浪費原料的同時嚴重污染環(huán)境，對師生身心健康造成威脅。如果將分步驟實驗設計為串聯(lián)實驗則能解決上述問題。即裝置A為氣體發(fā)生裝置與裝置B為氣體凈化裝置中分別添加藥品MnO2與濃鹽酸以及飽和食鹽水，裝置C為氣體干燥裝置并加入濃硫酸試劑，裝置D與E為Cl2漂白性對比實驗裝置，物質分別為濕潤與干燥的有色布條，證明Cl2毫無漂白性，但氯氣與水反應產(chǎn)物則有大量的漂白性，裝置F則為添加試劑NaOH溶液的尾氣處理裝置，該裝置可證明氫氧化鈉與氯氣可發(fā)生反應，但也可以將尾氣去除，更有顯著的實驗效果。

除此之外，化學教師不單單改進實驗方案，還可使實驗藥品綠色化。其中原料綠色化，例如，在《碘元素提取和檢驗》實驗中，若從海帶中提取碘，那么就需先灼燒干海帶，但在此過程中會產(chǎn)生大量嗆鼻的煙霧，影響身體健康?；瘜W教師可將上述實驗改為家庭版小實驗，選取淀粉碘化鉀試紙、食醋、加碘食鹽為藥品，此類物質毫無污染且環(huán)保便利。在化學溶劑方面還可實施綠色化;化學教材中涉及多次碘水與溴水萃取實驗，其中四氯化碳有著較強的致癌性，室內濃度要控制在25mg/m3，即使學校實驗室內安裝通風櫥也會造成四氯化碳蒸汽濃度超標。對此，化學教師可運用二氯甲烷為萃取劑，毒性小且無刺激性氣味，減少環(huán)境污染。

三、 實驗模式綠色開發(fā)

高中化學實驗綠色化程度相對有限，針對部分高污染和高危險的實驗可轉化為實驗視頻錄制或仿真實驗等現(xiàn)代化教學方式。首先，實驗視頻錄播;例如《堿金屬與水反應的對比實驗》中針對金屬鋰與、鈉、水反應實驗可借助課堂演示完成，然而銫、銣、鉀與水的反應實驗有著較大的危險系數(shù)。國有化學愛好者在安全保護的情況下在室外完成實驗并錄制相關視頻。在《自制水果電池實驗》中，需運用上千只水果才能達到為手機充電效果，但整個實驗工程量較大，會極大地浪費水果。高中化學教師就可運用現(xiàn)代多媒體為學生播放實驗視頻，同樣，可讓學生了解實驗原理。其次，化學仿真實驗;所謂化學仿真實驗即通過計算機軟件仿真實驗操作，屬于一種人機對話的多媒體實驗教學模式。該方式可模擬大量化學實驗，從實驗原理、實驗儀器選擇、實驗過程、實驗現(xiàn)象、實驗問題討論以及結果分析等，不僅能加深學生對化學實驗理解，還能達到訓練學生化學實驗技能目的。最重要的是，化學仿真實驗能代替部分高污染和危險性極強的實驗，實現(xiàn)綠色化學實驗教學目的。例如在進行《實驗室制氧氣》實驗時，教師運用化學仿真實驗軟件完成仿真操作，直觀形象地為學生演示儀器組裝——氣密性檢查——實驗過程——反應原理等一系列實驗操作過程，簡化學生理解，提高化學實驗教學效率。再以《粗銅的精煉實驗》教學為例，教師運用電腦模擬方式為學生直觀呈現(xiàn)粗銅溶解、電子轉移過程、精銅析出以及陽極泥產(chǎn)生等過程，實驗效果極其逼真，最重要能讓學生清晰明確看到實驗反應原理，這種方式和動手操作相比同樣能達到預期效果。

四、 實驗廢物綠色處理

高中化學實驗室具有顯著的廢物成分復雜、廢液比重大且難以集中處理、排放量少等特征?；瘜W教師應針對上述特征聯(lián)合實驗人員做好統(tǒng)籌規(guī)劃，最大限度從本質層面杜絕污染。如果在實驗過程中必須運用已生產(chǎn)的污染物或有毒有害化學品，需及時采取綠色化處理措施，盡可能將對環(huán)境污染降低至最低。具體可從以下方面著手。

首先，廢氣處理;一般高中化學實驗會產(chǎn)生Cl2、H2、CO2、C2H4、C2H2、SO2等廢氣，上述氣體均含有較強的毒害性與刺激性氣味，如果未妥善處理必然會對環(huán)境造成嚴重影響，威脅人類健康。因而在實驗操作時應盡可能運用封閉式環(huán)境，通過減少反應物降低廢氣產(chǎn)生量，隨即再處理廢氣。無毒氣體可直接進入空氣當中，但有毒氣體需運用氣囊收集或特殊處理。常見處理方式有以下三點：其一，在相應的溶液中融入有毒氣體，使二者發(fā)生反應后再消除有毒氣體，或運用氫氧化鈉溶液或硫酸銅溶液除去C2H2過程中產(chǎn)生的AsH3與PH3氣體，運用酸液去除NH3等堿性氣體或運用堿液去除NO2、Cl2等氣體。其二，運用氣囊收集有毒氣體后再集中對其處理。其三，將有毒的可燃性氣體燃燒后再轉化為無毒氣體，或運用點燃方式去除C2H4。由于化學反應有一定復雜性，實驗室空氣污染并非只有上述內容，因而學校需在化學實驗室中配備空氣凈化裝置，如顆粒物捕捉、通風、吸附等技術，改善實驗室空氣質量。其次，廢液處理;化學實驗室常見廢物有無機廢液與有機廢液，其中無機廢液為硝酸、硫酸、鹽酸等酸液與氫氧化鈣、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水等堿液，雖然上述化學液體毫無毒性，如果長期排放則會嚴重腐蝕和堵塞管道，對水質造成影響。有機廢液包括四氯化碳、乙酸、乙醇，苯酚、溴、甲烷的氯代物、乙醛、溴乙烷、甲苯、乙酸乙酯等。通常治理廢水運用生物、物理、化學等方式，每種方式都有專屬于自身的特征和相關適用條件，需結合自身實際情況選取科學合理的處理廢液方式。常見廢液處理方面有以下幾種：其一，含酸堿廢液;針對含稀堿和稀酸的廢液可相互中和，當溶液pH值處于6.5～8.5范圍內就可進行排放。其二，針對含鎘、鋅、汞、錳等重金屬離子廢液;對于上述廢液可運用硫化物共沉淀法、碳酸沉淀法、氫氧化物共沉淀法等使金屬離子沉淀化，隨即再將其分離，或運用氧化分解法、還原法、中和法、吸附法等均能將重金屬離子去除。其三，針對含有機溶劑廢液;如果化學實驗操作中運用少量的有機溶劑，只要達到相應處理要求后就可直接排放。如果分量較大可先對其回收后再利用。為簡化處理，可將有機溶劑分為難溶性物質、可燃性物質、固本物質、含水廢液等多種類別，實施分類收集后再實施分類處理，常見處理方式有溶劑萃取法、焚燒法、水解法、氧化分解法等。其四，含氰化物廢液;處理含氰化物的廢液會采取加入次氯酸鈉或硫酸亞鐵等沉淀劑，前一種方式使含氰化物轉化為氰化亞鐵沉淀后再將其去除，后一種方式即將氰化物分解為氮氣和二氧化碳后再將其去除。最后，廢渣處理;高中化學實驗過程中產(chǎn)生的廢渣多由濾紙、金屬片、廢舊電池、重金屬鹽沉淀、失效/殘留化學試劑、已破損的玻璃儀器等構成。廢渣的出現(xiàn)會極大占用公共空間，影響人們活動的同時帶來視覺污染。再加上廢渣在水分與溫度作用下會形成相關有機物，在此過程中持續(xù)釋放有害粉塵與氣體，危害大氣環(huán)境。因而在實驗后不能隨便丟棄廢舊玻璃儀器、火柴梗、廢紙等雜物，正確處理方式為歸納整理后放置在制定的地方后進行統(tǒng)一處理。尤其對于廢舊玻璃儀器可先對其修補后嘗試二次利用。如果固定原料未失去效果，那么就可回收利用后下次在此實驗操作中使用。針對無法綜合利用的固體生成物再回收后對其實施無毒化處理，若在取用部分有毒害的物質后不慎灑落在實驗室可需立即運用化學方式處理。如不慎灑落打碎的水銀溫度計中的汞，需立即在地上灑上硫粉將泵轉化為黑色無毒硫化汞后實施處理。針對實驗中浸濕的包藥紙、有害物質濾紙以及部分大用量的有機溶劑殘渣等廢物時需實施焚燒后再對其深埋處理。

五、 結語

綜上所述，隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，學生也轉變對高中化學實驗思想觀念和認知，不單單希望自身能參與化學實驗操作，還要克服內心對有害、有毒氣體威脅的恐懼，因而在化學實驗教學中應用綠色理念符合當前社會倡導的綠色環(huán)保的目標。通過科學合理利用化學實驗中生成的有害物質和有毒物質能在某種程度上達到節(jié)約資源效果，貫徹落實可持續(xù)發(fā)展原則，為學生直觀呈現(xiàn)化學知識，保證實驗順利開展的同時減少污染物與有害物質排放，強化高中生環(huán)保意識，實現(xiàn)真正意義層面綠色化學教學。

參考文獻：

[1]苗振芳.綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用分析[J].學周刊，2019，385（1）：75-76.

[2]諶勇健.綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用探討[J].百科論壇電子雜志，2019（15）：574.

[3]劉加艷.綠色化學理念在高中化學實驗教學中的應用探究[J].讀與寫：教師，2019（4）：247.

[4]田婷.綠色化學理念在高中化學實驗教學中的研究[J].文淵：高中版，2019（3）：615.

作者簡介：李雨桐，福建省泉州市，福建省泉州第五中學。