中学化学实验室的绿色化策略分析

闻芳

摘要：在中学化学实验室的课堂实验教学过程中，应认真和科学地践行实验绿色化的原则，不管是从改进实验教学的角度还是从实验室管理技术的角度来看，做到中学化学实验室绿色化都十分必要。本文主要是针对实验绿色化的原则，结合多年实验教学经验及实验教学的发展需要，提出对实验绿色化探究的看法及思路。

关键词：绿色化;化学实验;策略分析

中图分类号：G632.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）35-0257-02

中学化学实验教学的目的是通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生在进行实验操作的过程中充分体验科学研究的过程，从而激发学生更大的学习化学的兴趣。在新课程改革中，提倡化学实验教学要改变过去的以教师为主的演示实验，让学生亲自动手进行实验的操作。在中学化学新课程标准中，尤其对化学实验过程中的环保和安全问题做了详细的说明，同时还要求中学化学实验的教学不仅要节约和简单，而且还要求化学实验的清洁化和绿色化，尽量防止和减少相应的化学污染。

一、绿色化学概况

化学是一门实验性很强的学科，同时在进行化学实验的过程中需要用到很多的化学药品，并且在化学反应进行完之后会产生大量的有毒物质和废气。鉴于此，绿色化学思想应运而生，即对常规化学实验中尽量节约化学药品和化学仪器的使用，同时对实验残留物质和废气进行处理，使得中学化学的教学更加的“低成本、少污染、省资源、绿色环保”，这有利于和谐良好的教学环境的形成，在实行绿色化的过程中不仅能够实现化学实验的教学目的，更能培养学生良好的化学素养。

绿色化学是一门从实验源头上对相关实验污染进行阻住的化学，它是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康及生态环境有害的化学物质的产生。绿色化学是可持续发展的需要，是现代化学的重要特点和发展趋势。而绿色化学实验是在绿色化学的指导思想下，用预防化学污染的新技术、新方法以及新思想，改革过去常规化学实验中的一些效率低下和浪费极大的一种新方法。化学实验绿色化是社会发展的需要，是学生身心健康发展的需要，是进行环境教育的需要，也是了解现代化学发展和趋势的需要。化学实验绿色化的研究，涉及到实验指导思想、实验仪器的研制、实验内容选择、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等各个實验方面的相关研究。把绿色化学的相关理念很好地融合于中学化学的课堂教学以及中学化学课程教材改革当中，真正使得绿色化学成为中学化学教学过程中的一个重要内容，这是当今中学化学教育面临到的一个挑战与机遇。

二、中学化学实验教学的现状分析

1.目前，我国大部分学校教学仪器配备都达到了部颁Ⅰ类标准，即在每一个班级中，每一个分组实验基本能够实现由两三个学生一起完成，同时一名学生负责实验的具体操作，另一名学生负责仔细地观察实验的相关效果，这种情况最大的缺点就是不是所有的学生都可以动手亲自体验实验的相关操作。虽然目前我国的中学化学实验在分组实验上的开出率达到了100%，但是在试验中学生的动手率却只有50%。

2.中学化学教材中对于实验中化学药品用量的规定不是很明确，大部分情况下规定得比较模糊。这就使得不少学生在进行相关化学实验的过程随意取用各种化学药品。

3.众多中学化学实验中相关化学反应之后产生的废气、废水以及废渣等都会污染实验室及周边环境。例如在铜和浓硫酸反应的实验以及制备氯气的实验中，会产生大量的有毒气体，这些有毒气体会大量飘散在空气中，对实验室造成污染，同时还对师生的健康造成影响。

三、中学化学实验的绿色化的探索与实践

目前，我国在中学化学实验教学中大力推行绿色化学实验重点主要体现在以下几个方面：（1）贯彻绿色化学的理念，努力研究和拓展新的绿色化学实验，根据中学化学教学的相关需要，针对那些危险性大或者是污染严重的实验要努力发现、设计或选择没有污染和安全的实验进行取代。（2）对微型化学实验进行更深入的研究：在不影响实验效果的前提下，尽量减少相关化学实验药品和实验仪器的使用。

（一）在减少药品用量方面

1.在减少化学药品用量方面可以通过使用点滴板、小试管或者是多用滴管微型化的实验仪器，例如在高二化学教学中的诸多实验，高一的浓硫酸的性质实验，硫酸根离子的检验实验，同周期与同主族元素性质的递变检验试验，碘、溴和氯的性质实验，氯离子的检验等实验中的试管都是用12×70mm的小试管。在乙烯的制取和性质检验的实验中，乙醇与浓硫酸的混合液的浓度可以从18ml稀释至2～3ml。这就大大减少了药品的消耗。一般来说，同样是配制的125ml装的试剂不再只够两三个班的学生做分组实验，而可供二十多个班（每班28组）的学生使用。

2.降低试剂的浓度，如在实验《氯、溴、碘的性质，氯离子的检验》中没有明确规定溴水、碘水以及氯水的浓度。众所周知，浓度较高的溴和氯都会伤害人体。因此，在实验中应尽可能降低溴水和氯水的浓度，如应把浓度较高的溴水稀释至浓度较低时的淡黄色。此外，应把像酚酞、甲基橙、石蕊以及品红等指示剂的浓度进行适当的降低。例如通常实验中使用的酚酞和石蕊的浓度为0.5%～1.0%，为了绿色化实验的理念，在不影响实验效果的前提下可以把浓度稀释到0.1%～0.25%。在实验中减少化学药品的用量必须是能够确保不会影响最后的实验效果，这样不仅能够减少化学药品的使用，还能减少化学反应后产生的废气对环境造成影响。

（二）药品回收利用方面

化学药品的回收利用主要是指对实验中未发生反应的化学原料以及实验后残留的副产物进行回收再利用，如在实验《化学反应速率 化学平衡》结束后小试管中会残留一定量的水和二氧化锰。再如利用高锰酸钾来制取氧气的实验，实验后残留的化学物质中主要含有二氧化锰、锰酸钾以及没有反应掉的高锰酸钾，这三种物质可以通过与浓盐酸进行化学反应来制取氯气。

（三）剩余药品重复使用方面

剩余药品的重复使用指的是在做下一个实验或者其他的实验时可以充分利用上一个实验步骤中剩余的药品以及回收来的化学药品。如实验回收之后的二氧化锰、锰酸钾以及高锰酸钾还能用于制取氯气的实验中继续使用。这样一方面减少了实验过程中化学药品的用量，另一方面也使化学药品的使用效率得到了提高。

（四）实验产物循环使用方面

在传统化学实验的教学过程中，教师和学生通常不太重视实验的产物。只要在实验中获取了相关数据或者是获得了预期的实验效果就可以了。而对于实验之后留下的废气废物一般都被随意弃置或排放，没有相应的回收处理措施，这不但加重了环境污染，也造成了很大的浪费。

（五）科学处理实验产生的废气

在制备二氧化硫、氯气、一氧化氮与二氧化氮等气体以及C铜与硝酸、浓硫酸的反应等相关实验当中，不仅要使整个实验装置密闭可以控制，并且还要科学合理地安装实验废气处理装置。例如在对氯气进行制备时要使用到分液漏斗，此时应用医用注射器来代替，还应该把止水皮管夹安装到玻璃导管连接处的乳胶管上，在浓硫酸与铜的反应实验中用具支试管来代替普通试管。

（六）深入研究和科学改进教材实验，消除实验污染源

所谓科学改进实验就是指在根据教材中提供的原有实验的基础上，对实验装置以及实验操作进行进一步的改造。同时，在更安全便捷和科学合理的实验方法运用的前提下，站在保护环境的角度上，明确实验目标，尽量做到把污染消除在源头。在中学化学实验过程中，固体、液体以及气体产物的生成不可避免，然后这些实验生成产物当中有不少是有毒的或者是有害的，特别是某些化学实验中产生的有毒气体一方面会对师生的健康造成直接的影响，另一方面还会逸散到空气中，污染实验室及周边。因此，在中学化学教学中制备某些有毒气体的过程中，应对实验后留下的有毒尾气进行妥善处理。例如：在观察金属铜与稀硝酸和浓硝酸进行反应时，如果完全依据教材中说明的具体实验操作，在实验结束后必定会残留一定量的NO或者是NO2，这两种有毒气体会对师生身体健康造成严重的损害，同时还会对大气环境产生污染。但是站在绿色化学的角度看，可以改进实验步骤，避免散逸出NO或者是NO2，不仅能够避免对环境污染，还能通过教学逐步向学生灌输绿色化學的理念。

综上所述，中学化学实验实现绿色化的作用主要体现在以下三个方面：

1.中学化学实验室的绿色化简单易行，易于操作，在安全可靠的基础上不会对实验效果产生太大的影响。一方面不仅使化学药品的用量得到节约，使药品的使用效率得到提高，而且还大大降低了实验成本，又能减少实验对实验室环境造成的污染。

2.绿色化学的理念就是节约实验药品和减少实验仪器的使用，这不仅有助于学生在实验过程中形成绿色化学的观念，同时又能够帮助学生形成节约实验用品的好习惯。

3.利用有限资源实现小组内所有同学都能动手做实验，进而强化同学在实验中的动手能力，同时还可以帮助学生们“在实验中学习化学，理解化学”、“在实验中探究，在探究中学习”，这不仅能够培养学生的创新思维，激发学生对于化学的学习兴趣，而且还对学生科学素养有一个全面的提升。

四、结论

本文主要是针对实验绿色化的原则，结合多年实验教学经验及实验教学的发展需要，提出对实验绿色化探究的看法及思路。在中学化学实验室的课堂实验教学过程中，应认真和科学地践行实验绿色化的原则，不管是从改进实验教学的角度还是从实验室管理技术的角度来看，做到中学化学实验室绿色化不但能够防止实验过程中产生的废气对环境造成污染，还能在教学过程中增强学生的环保意识，从而提高学生在化学方面的素养。

参考文献：

[1]樊彦伶.高中化学实验教学中实验绿色化的研究[D].广西师范大学，2010.

[2]何亦飞.中学化学实验室绿色化的探究[J].浙江教育技术，2009，（04）.

[3]路桂娟.浅议中学化学实验室的绿色化[J].成功（教育），2008，（07）.