新課標下高中化學實驗內容的綠色化研究

張婭瓊

摘 要：綠色化學又叫環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。中學化學實驗內容的選擇、設計和呈現體現綠色化。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實驗對實驗場所和環境的污染降低。采用理論分析與實驗研究相結合的方式，對新課標下高中化學實驗內容的綠色化進行研究。

關鍵詞：綠色化研究；實驗內容；高中化學

綠色化學又叫環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。中學化學實驗內容的選擇、設計和呈現體現綠色化。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實驗對實驗場所和環境的污染降低。例如在新課改的人教版教材中關于一些有毒氣體如氯氣、氯化氫氣體的制備實驗已經不作為演示實驗，有關硫化氫氣體的實驗已經被刪除等。

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

一、綠色化實驗培養科學素養的途徑

1.建立綠色化的理論和方法

①防止污染優于治理污染；②最大限度地利用資源設計化學反應，縮短反應時間、提高資源的利用率；③盡量使用或產生無毒無害或毒性小的物質；④用不易揮發、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；⑥控制實驗條件防止污染發生；⑦用不產生污染的試劑代替有害的試劑。

2.加強實驗改進

①規范藥品用量，提出量化要求；②改進實驗裝置。

3.開發微型化實驗

最簡的實驗設計、最低的排廢提供最安全的實驗環境、最廉的投入換取最佳的教學成效、使學生牢固樹立綠色化學的觀念。

4.回收處理廢物

對某些化學試劑進行回收再利用，可以節省資源，降低實驗成本，減少污染。對于一些不能回收利用的廢棄物，也必須經過適當的處理，不能隨意排放。

5.綜合設計實驗

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

二、實驗設計研究案例

案例：過氧化氫的氧化還原性

人教版高中化學選修6“實驗化學”中的藍瓶子實驗即亞甲基藍的振蕩實驗涉及化學振蕩反應的基本原理。通過觀察顏色交替出現藍色—無色—藍色—無色的現象，直觀地證明了氧化還原反應的發生。但該實驗僅以實驗的趣味性來讓學生從中獲得相應的知識，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，觀察實驗現象。

3.思考交流

①記錄實驗現象并解釋，為什么溶液會呈現周期性的變化？

②實驗中何時體現了雙氧水的氧化性、還原性？

③查閱資料：過氧化氫的性質和用途，在課堂上交流，說明使用它進行實驗的好處。

該實驗重新設計藍瓶子實驗，加入丙二酸和硫酸錳，使得溶液出現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象。學生不僅可以獲得相應的科學知識，還能通過親身經歷觀察、思考、解釋、作出結論等過程學習科學方法，發展其科學思維。另外，學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思想的表現，了解到大力推廣綠色化學的重要意義，從而使其關注一些社會問題，引導學生在設計實驗時要注意節約實驗藥品，減少污染，提高其對社會的關注和認識。

參考文獻：

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

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