綠色化學與高中化學教學中的環保教育

羅雪紅

摘 要：綠色化學是科學研究以及實際生成過程中不可或缺的一門科學，因此，樹立綠色化學的意識應該從小學、中學、甚至從啟蒙教育就開始。因此普及綠色化學，保護我們賴以生存的環境已成為當務之急。

關鍵詞：綠色化學；高中化學教學；環保教育

隨著科學技術水平的不斷提高，人類的生活發生著翻天覆地的變化。而近幾年發展速度更快，處在了科技大爆發的時期，規模也在向著多元化發展，科技成果的輸出速度已大大超過經濟發展的速度。然而在人們享受著新科技帶給我們高度的物質文明和精神文明的同時，卻逐漸的發現另外一個越來越凸顯的問題——環境污染！不經意間，我們為此付出了沉重的代價，環境的日益惡化，不僅給我們帶來了災難，連地球上其他的生命也沒能逃過，它們也正和我們一起經受著嚴峻的考驗。

好在人類已經意識到日益嚴重的污染問題，更值得慶幸的是，人類這個智慧的群體，正在通過各種各樣的途徑和方式來彌補和減少、甚至杜絕環境污染的問題。于是，以“綠色”冠名的各種事物應運而生，“綠色化學”就是其中一員。人類要實現可持續發展，就必須依靠“綠色化學”。因為“綠色化學”是從源頭上解決污染問題，還能將已產生的污染問題合理化解決的一門科學，是能夠保障我們在科技道路上繼續前行的一門科學，是保護人類賴以生存的地球的最合理、最科學、最值得信賴的方法。

一、 綠色化學

綠色化學又稱環境友好化學、環境無害化學、清潔化學，是利用化學方法和化學技術減少或消除有害物質的使用和生產。其概念最早由美國化學會（ACS）提出，而且成為美國環保署（EPA）的中心口號，并很快得到全世界環保愛好者的積極響應。綠色化學的核心是利用化學原理，從源頭上減少甚至消除工業生產過程中對環境產生的污染和危害。1990年，美國就頒布了污染防治法案，將污染防治確立為國策。1995年美國又宣布設立了 “綠色化學獎——美國總統綠色化學挑戰獎”，1996年在華盛頓國家科學院頒發了第一屆獎項。這是世界上第一個由國家的政府出臺的對綠色化學實行的獎勵政策。該獎項的設立，旨在鼓勵人們重視環保問題，同時支持和鼓勵為環保事業做出貢獻的人們。該獎項自設立以來，現已頒發21屆，每屆均有不同的個人、團體或組織獲獎。

綠色化學涉及的領域十分廣泛，例如水處理、綠色合成技術及方法和過程的研究、可再生資源的利用、礦物資源的高效利用、合成材料的回收和利用、醫藥、農藥等原子經濟反應等等。

其實，完全無毒無害，完全良性的物質是不存在的。所以，在生產過程中，我們都會或多或少使用或制造一些化學物質，這些化學物質中，許多對環境以及人類多多少少都會產生一些影響或者危害。綠色化學的目的是依靠科技，使化學產品在設計、生產制造、使用，回收利用等過程中對環境和人類無毒無害，或者產生盡可能小的副作用和危害。把對污染的處理變成從源頭上杜絕污染或者預防污染的產生。

二、 環保教育與綠色化學

1. 樹立綠色化學的思想

樹立綠色化學的思想，增強環境保護的意識，環境保護的教育應始終貫穿于整個教育過程，尤其是化學實驗的教學中。

在我們進行化學實驗教學時，應該具備綠色化學的思想，備課時，除了應有的內容，還應該再加一項，那就是綠色化學的思想。在實驗過程中，在設計實驗裝置時，要從綠色化學的思想出發，充分考慮，優化設計方案，盡量使用最簡單的裝置，最少的藥品，達到最好的實驗效果。尤其有關有污染或有毒物質的實驗設計方案中，要有預防污染擴散和廢棄物處理、回收再利用等的內容。對于有毒氣體的實驗中，要注意做好實驗前的裝置氣密性的檢查，尾氣的吸收或處理，甚至還要考慮到有毒氣體萬一泄漏時的處理辦法。總之，各個環節都要樹立綠色化學思想，設計方案要周全，有備無患。

青少年學生代表著國家的未來、民族的希望，是現代化建設事業的接班人，是21世紀振興中華、實現中國夢的主力軍，保護他們健康成長，讓他們從小就樹立意識，學習環保知識，是每位教師不可推卸的責任和義務。素質教育的背景下，在化學實驗中進行綠色化學是符合素質教育要求和宗旨的，同時也是素質教育的內容，更是傳播綠色化學理念的重要途徑，還是對學生創新能力以及社會責任心的培養方式。

2. 改進化學實驗，降低污染

中學的化學實驗中，有很多涉及一些有毒有害物質，例如氨氣、二氧化硫、氯氣、氮的氧化物、苯、四氯化碳等有機物。這就要求教師在能保證教學效果的前提下，盡量改進實驗裝置和藥品，使實驗過程中產生的有害物質盡可能被吸收或得到合理地處理。

例如，人教版高中化學必修2第二章化學反應與能量，第一節化學能與熱能的實驗2-2，氫氧化鋇晶體與氯化銨的吸熱反應：

Ba（OH）2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O

在教學過程中，可以將課本中的開放性實驗進行改進，改成封閉式的，使其產生的氨氣不能揮發出來。具體操作如下：

將20 g Ba（OH）2·8H2O晶體研細后與約10 g NH4Cl晶體一起放入一帶蓋、透明的一次性塑料水杯中，在蓋子中間剪一小孔，套一奶嘴，奶嘴中間插一玻璃棒（用于將反應物攪拌均勻），在蓋子內壁貼一剪成荷花狀的濾紙，并用酚酞試液浸濕濾紙。然后在水杯外再套一裝有約20 mL自來水的相同水杯。迅速攪拌，觀察現象。

可以看到，固體逐漸變為糊狀，觸摸水杯，明顯感到外壁冰冷，擠壓水杯外壁，發出“嚓嚓”的響聲，取下外層水杯，其中水已結冰，附著在內層水杯外壁，蓋子內壁上的濾紙變紅。

這樣的改進，從兩層水杯之間的冰有力地證明了反應吸熱，蓋子內壁上的濾紙變紅證明生成堿性氣體，生成的水吸收了生成的氨氣。反應完成后，打開蓋子，幾乎聞不到氨氣的刺激性氣味，大大減少甚至消除了產生的氨氣對人及環境的影響和危害。

再如人教版高中化學必修1第四章非金屬及其化合物，第四節氨 硝酸 硫酸，濃硫酸使蔗糖炭化的實驗，由于有SO2 釋放出來，污染環境，是該實驗的問題。因此，采用以下的裝置，可以減少或避免污染。endprint

將氫氧化鈉溶液置于一培養皿中，在氫氧化鈉溶液里放一小燒杯，另在小燒杯上倒扣一個大燒杯（氫氧化鈉溶液應淹沒大燒杯下口，起到密封的作用），把20克蔗糖放入小燒杯里，再逐滴加入20 mL的濃硫酸，立即用玻璃棒快速攪拌。很快蔗糖變黑了，形成疏松多孔的海綿狀的碳柱。反應的有關化學方程式是：C12H12O22濃硫酸12C+11H2O，C+2H2SO4（濃）△CO2↑+2SO2↑+2H2O，2NaOH + SO2Na2SO3 + H2O，SO2被NaOH溶液吸收，避免了其對環境的污染。

3. 積極采用微型化學實驗，增強環保意識

微型化學實驗就是在不影響實驗效果的前提下，用盡可能少的化學試劑進行實驗。出于對環境保護的考慮，只要能達到實驗目的，可以把實驗方案進行改進，對于有些化學反應，教材中對濃度用量等作了要求，但有些實驗中對試劑的用量沒作明確的要求，而這類實驗往往現象明顯，極易成功，只需少量試劑就可以達到很好的實驗效果。

例如人教版高中化學必修1第四章非金屬及其化合物，第二節富集在海水中的元素氯中氯氣的性質實驗，只要用以下的微型實驗，就可以得到很好的實驗效果。在一兩端有支管的U型管，一端支管口密封，另一端支管口連一導氣管，通入氫氧化鈉溶液中，底部放入少量高錳酸鉀粉末，在被封閉的管口加一裝有分液漏斗的橡膠塞，分液漏斗內加入適量的濃鹽酸，另一管口裝一插有玻璃棒的橡膠塞，在玻璃棒的下端，由上到下貼上兩條小濾紙條、一條濕潤紅色紙條、一條干燥紅色紙條。濾紙分別被淀粉碘化鉀溶液、溴化鈉溶液濕潤。進行實驗時，打開分液漏斗活塞，產生的氯氣與紅紙條及濾紙接觸時，會看到四個紙條出現不同的現象，而且現象明顯。

這個微型實驗，試劑用量很少，同時又減少了氯氣的污染，實驗時間短，現象產生的又快，既環保又體現了綠色化學的特點。正因如此，微型化實驗得到國際化學界的公認和一致的好評。

4. 充分發揮教材的作用，強化環保意識

仔細分析，在化學現行的教材中有關環保教育的內容很多，例如人教版高中化學必修1，第四章非金屬及其化合物，必修2第四章第二節資源綜合利用，環境保護，其中還提到綠色化學。這就要求化學教師在教給學生知識能力的同時，還要注重強化環保意識。因此在備課時就要合理地、科學地結合教材中的有關環保的內容，挖掘和整理相關資料，適時地對學生進行環保教育。教學過程中，用多媒體展示搜集整理的這類新聞、報道及圖片，觸目驚心的畫面、數據及場景給學生留下了難以磨滅的印象，既讓學生對目前生態環境有了一些了解，更讓學生意識到環境保護的迫切性，綠色化學的重要性和必要性。

5. 聯系生活實際，加深學生的環保意識

化學與生活息息相關，例如各種裝飾材料中還有甲醛、甲苯、二甲苯、VOC（有毒揮發氣體）等有害物質。在油漆、黏合劑中這些物質也大量存在，這些物質會對環境和人體健康造成一定的危害。對人體具有麻醉、刺激作用，高濃度時對神經系統有毒害作用。其中苯能在神經系統和骨髓內蓄積，使神經系統和造血組織受到損害，引起血液中白細胞、血小板數減少，長期接觸可引起白血病。還有氡，它是一種無色氣體，在室內，大多數氡氣吸附在空氣中懸浮的細小的微粒上。當吸入氡氣后，其不斷沉積在呼吸道表面，在局部區域內不斷積累，可導致肺癌、白血病及呼吸道等疾病。在肺里面，氡能對肺產生危害。世界衛生組織已將氡氣列為使人致癌的19種物質之一；在信息量龐大且充足的今天，這些資料到處可見，可以給學生播放有關視頻或報道，既為所涉及的內容提供了有力證據，又豐富課堂內容，還提高學生學習化學的興趣。更讓學生真切的感知到環境保護的迫在眉睫，且任重道遠。

三、 結束語

生存與發展是人類生存的最基本問題，自從有了人類，在人類與環境不斷地相互影響和相互作用過程中，環境問題一直伴隨著人類的活動而產生。而化學與環境有著密不可分的關系，在很多情況下，環境污染主要是由化學污染造成的，但我們更應該清楚地看到，解鈴還須系鈴人，要解決這些環境污染的問題，最終還得依靠化學方法。

參考文獻：

[1]穆虹列，劉 勇.化學實驗教學與綠色化學教育[J].化工設計通訊，2016，（9）：85.

[2]張雪利.微型實驗與綠色化學[J].廣西工學院學報，2005，（6）：106-108.endprint