高中化學實驗綠色化建設(shè)研究

賈玉霞 彭利坤

摘要：化學是幫助學生進行客觀世界認知的一門學科，而實驗教學是最行之有效的教學方式之一。實驗過程中產(chǎn)生的各種物質(zhì)可能造成對環(huán)境的污染。因此，教師在化學實驗教學中需嚴格要求學生對藥品用量的使用，以及對實驗裝置的改善，促進高中化學實驗教學的綠色化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：高中化學；實驗；綠色化

化學研究對經(jīng)濟和科技的發(fā)展具有重要的推進作用；在進行化學研究的過程中也會產(chǎn)生具有危害性質(zhì)的產(chǎn)物，威脅到人類、環(huán)境等。因此，高中化學的綠色性建設(shè)刻不容緩，一方面可以實現(xiàn)對教師教學方式的優(yōu)化，另一方面可以減少污染的產(chǎn)生，實現(xiàn)綠色化實驗教學。

一、 有效實驗控制污染

高中化學實驗教學中，傳統(tǒng)實驗裝置的陳舊可能造成對人體的傷害，或者對環(huán)境的污染。教師在進行實驗教學的過程中，可以組織學生對實驗內(nèi)容進行研究，通過化學反應(yīng)的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對實驗裝置的優(yōu)化，最終實現(xiàn)綠色實驗教學。

“鈉與氯氣的反應(yīng)”是高中化學教學中的重點知識，筆者組織學生進行實驗教學。傳統(tǒng)鈉與氯氣反應(yīng)的實驗方案為，收集一瓶氯氣與加熱的鈉進行反應(yīng)（圖1）。氯氣具有毒性，所以在傳統(tǒng)的實驗中會造成對學生身體的傷害。因此，筆者組織學生進行有關(guān)氯氣生成的實驗探究，進一步有效實現(xiàn)鈉與氯氣的反應(yīng)。學生通過探究發(fā)現(xiàn)濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，在實驗的過程中筆者組織學生對實驗裝置進行改善（圖2）。將裝有濃鹽酸的分液漏斗安裝在裝有高錳酸鉀的集氣瓶上，在集氣瓶上安插燃燒匙（放有綠豆粒大小的鈉），通過導管與漏斗通向裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中。學生通過改進后的實驗裝置進行實驗觀察，濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)放出大量的熱與氯氣，大量的熱促進鈉的燃燒，再和氯氣反應(yīng)，產(chǎn)生大量白煙。

圖1

圖2

在密閉的環(huán)境下進行鈉與氯氣的實驗，既可以避免氯氣對學生身體的傷害，同時還可以避免鈉與氧氣發(fā)生反應(yīng)，操作簡單、安全。教師在化學教學中，可以組織學生對實驗內(nèi)容仔細研究，實現(xiàn)化學實驗的綠色化建設(shè)。

二、 藥品用量進行規(guī)范

在高中化學實驗教材中，針對實驗藥品的用量均會給出明確的指示，在個別實驗中對實驗藥品用量需根據(jù)實驗的具體情況進行，在教材中會用“適量”等詞匯進行相關(guān)描述。學生在進行“適量”的使用上還會根據(jù)個人的意愿進行隨意添加，既造成對實驗藥品的浪費，同時還可能會影響實驗的順利進行。

在“硫酸根離子的檢驗”實驗中，Na2SO4溶液、Na2CO3溶液和Na2SO3溶液三種溶液逐次與氯化鋇和鹽酸進行反應(yīng)，實驗的過程中產(chǎn)生二氧化硫有毒氣體。在實驗過程中筆者要求學生對Na2SO4溶液、Na2CO3溶液和Na2SO3溶液三種溶液各量取10mL，0.02mol/L氯化鋇溶液共量取15mL，2mol/L鹽酸共量取15mL。學生觀察發(fā)現(xiàn)在Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，學生寫出化學方程式Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl，即白色沉淀為BaSO4。接下來向?qū)嶒炆晌镏屑尤?mL鹽酸，學生發(fā)現(xiàn)白色沉淀不溶解，因此證明BaSO4不與鹽酸反應(yīng)。通過觀察Na2CO3溶液和Na2SO3溶液與氯化鋇的反應(yīng)，學生發(fā)現(xiàn)均會產(chǎn)生白色沉淀，再分別與5mL鹽酸進行反應(yīng)的過程中白色沉淀溶解消失，Na2SO3溶液的后續(xù)實驗反應(yīng)為BaSO3+2HClBaCl2+SO2↑+H2O。反應(yīng)生成的二氧化硫為有毒氣體，所以在實驗過程中筆者對三種實驗溶液、氯化鋇和鹽酸的用量進行控制，并且在實驗裝置后添加氫氧化鈉溶液進行二氧化硫的處理，實現(xiàn)對有毒氣體釋放量的控制。

筆者通過對實驗藥品用量的規(guī)范，減少二氧化硫有毒氣體的產(chǎn)生。所以，教師在進行綠色化實驗教學的建設(shè)過程中，可以通過對實驗藥品用量進行規(guī)范。

三、 廢物進行回收處理

高中化學幫助學生豐富對物質(zhì)的認知，但在實驗學習的過程中會造成廢物或者廢氣的產(chǎn)生。綠色化實驗教學的建立中，教師可以組織學生對廢物或者廢氣進行回收處理，避免環(huán)境污染。

在進行銅與硝酸反應(yīng)的實驗中，學生通過課前對實驗內(nèi)容的閱讀發(fā)現(xiàn)，銅與硝酸的化學反應(yīng)方程式為Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。通過對方程式的觀察，實驗會產(chǎn)生二氧化氮有毒氣體，所以筆者組織學生在實驗裝置上進行改動。學生通過研究發(fā)現(xiàn)，一氧化氮和氫氧化鈉可以進行反應(yīng)。以此，學生在實驗裝置后安裝試管放入氫氧化鈉溶液，進行尾氣處理，從而實現(xiàn)化學實驗的綠色化。

筆者組織學生利用對實驗裝置的改進，實現(xiàn)對有毒氣體的處理，避免對環(huán)境造成污染。因此，教師在化學實驗教學中，可以借助對實驗裝置的研究實現(xiàn)對實驗產(chǎn)生的廢物或者廢氣的有效處理，促進綠色化實驗的建設(shè)。

高中化學實驗教學促進教學內(nèi)容的直觀表現(xiàn)，因此，在進行化學教學過程中，教師需注重實驗的教學。教師在組織學生進行實驗的過程中，通過有效實驗、藥品規(guī)范以及廢物治理，從而避免對環(huán)境的危害，促進高中化學實驗教學的綠色化建設(shè)。

參考文獻：

[1]邢季穎.綠色化學理念在高中化學實驗中的應(yīng)用研究[D].大連：遼寧師范大學，2013.

[2]樊彥伶.高中化學實驗教學中實驗綠色化的研究[D].桂林：廣西師范大學，2010.

作者簡介：

賈玉霞，甘肅省蘭州市，西北師范大學附屬中學；

彭利坤，甘肅省蘭州市，榆中縣第一中學。