綠色化學理念在初中化學實驗教學中的滲透

陳蘭

在初中化學實驗教學中滲透綠色化學的理念，既是現代社會的要求，也是培養學生環保理念的有效途徑。通過開展微型化學實驗、減少藥品用量或循環使用藥品、創新改進實驗、妥善處理實驗產生的“三廢”等途徑，既達到了綠色化學的要求，又提高了實驗效果。

綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學，它最大特點是在始端就采用預防污染的科學手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。

一、使用微型化學實驗

微型化學實驗以微型實驗器材為載體，最大限度地發揮實驗在化學教學中的核心地位。它具有裝置微型化和試劑減量化兩個基本特點，既節約藥品、節省時間、保證實驗效果，又綠色環保、減少了環境污染。

案例一：在人教版九年級化學上冊教材P42第4（2）小題“尋找新的催化劑”實驗中，我將學生思維引向生活，尋找替代微型儀器（如盛西瓜霜含片的吹塑板），實驗效果好，培養了學生的節約意識和創新意識。

案例二：《氧氣的性質實驗》，硫和紅磷在空氣或氧氣中的燃燒，用燃燒匙裝藥品存在的問題是用量過大、燃燒時間長。將燃燒匙進行改進，取玻璃棒的一端燒至半熔融后壓出一個小凹槽，微型燃燒匙就制成了。實驗現象明顯，節約藥品，污染小。

案例三：《探究分子運動現象》，我用Y形管進行實驗，左支管中加少量無色酚酞試液，右支管中加約2～3滴濃氨水，蓋上橡膠塞。該密閉裝置簡單，藥品用量大大減少，實驗現象明顯，便于攜帶走動且不污染環境、危害健康。

二、減少藥品用量，降低試劑濃度，循環使用化學藥品

初中化學教材中的實驗大多沒有指明藥品的用量和濃度，化學教師要在日常教學時對涉及藥品用量和濃度的實驗進行探索，盡可能減少藥品用量、降低試劑濃度，預防環境污染，這也是對綠色化學最好的滲透。

案例一：《金屬的物理性質和某些化學性質》，向5支試管中分別放入少量鎂條、鋁片、鋅粒、鐵片、銅片，然后分別加入5mL稀鹽酸（稀硫酸）。其實學生只取2mL稀酸即可，減少了酸的用量卻觀察到同樣的效果，也減少了處理廢酸液的量。

案例二：在濃度對實驗效果的影響不大的情況下，如指示劑酚酞、石蕊等原濃度為0.5%～1.0%，經改進可減少到0.1%～0.25%;在配制稀鹽酸、稀硫酸、硝酸銀、硫酸銅、氯化鋇等溶液時也可考慮降低濃度，這樣既節約藥品，又減少環境污染。

案例三：用高錳酸鉀制氧氣后的固體廢棄物有二氧化錳、錳酸鉀、少量高錳酸鉀，可先加熱，反應完全后再通過溶解、過濾、洗滌、干燥來回收二氧化錳并循環利用。

三、創新改進化學實驗裝置

通過創新改進實驗，尋找儀器代用品，既減少了對環境的污染，增強了實驗的安全性能，獲得更好的實驗效果，又培養了學生的創造性思維。

案例一：《木炭還原氧化銅實驗的改進》，教材實驗是用木炭粉，反應的時間長且現象不明顯。可以把木炭粉改成激光打印機用的墨粉（粉末極細，價格便宜），或者提前把木炭粉和氧化銅按比例先加少量水混合，再用玻璃棒沾些混合物薄薄地涂抹在試管底部的內壁上，等干燥后進行加熱。反應時間大大縮減，且現象變得非常明顯。

案例二：《測定“空氣中氧氣的體積分數”實驗改進》，教材中的實驗裝置密封性不易控制，加上導氣管內尚留有空氣，導致誤差較大。可進行如下改進：將足量白磷放在試管（事先分成五等份）中并塞緊橡膠塞，置于熱水中，使白磷充分燃燒，待試管冷卻后倒浸入水中，在水面下拿掉橡膠塞，過一會后在水下塞上橡膠塞，拿出水面。本實驗所用儀器少、誤差小。

案例三：《探究燃燒條件的改進》實驗存在不足：銅片上的白磷燃燒產生大量的白煙五氧化二磷，會污染環境、危害健康。針對可能存在的問題，引導學生探究改進裝置。在兩個等大小的試管里分別加入適量的紅磷和白磷，用橡膠塞或氣球密封，同時置于熱水中，操作簡單、現象明顯而且無污染。

四、規范學生實驗操作，妥善處理實驗中的廢棄物

人教版初中化學教材中有54個演示實驗、25個探究活動和8個學生實驗活動，妥善處理化學實驗中的廢棄物，既提高了操作的規范性，又培養了學生良好的實驗習慣，增強了環境保護意識。

案例一：有害固體的處理

探究金屬活動性的實驗中，先收集鋁和硫酸銅置換得到的銅，再加熱處理得到氧化銅用于實驗，也可以進一步用于制取硫酸銅，實現循環利用。還可以長時間收集銅和硝酸銀置換得到的銀，達到一定量后融化成銀塊用于相關實驗，或者將金屬廢渣集中后送專門的回收部門處理。

案例二：有害廢液的處理

（1）酸堿廢液的處理：初中實驗中產生的酸堿廢液主要含有鹽酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉等，可將廢酸液和廢堿液少量、分次進行互相混合，測pH約為7，再稀釋，即可排放。這樣既處理了酸堿性廢液，又節約了成本，也不會污染環境。

（2）含重金屬廢液的處理：含鋇廢液的處理，向廢液中加入適量的硫酸鈉，充分反應后使鋇離子轉化為硫酸鋇沉淀，分離沉淀，檢測濾液中無鋇離子再排放;含銀廢液的處理。用鐵將銀置換出來，再分離除去;含銅廢液的處理。用鐵將銅置換出來，再分離除去。

案例三：有害廢氣的處理

硫在空氣和氧氣里燃燒，該實驗要求在通風處進行，能有效減少室內空氣污染，但不符合綠色化學要求。我們可以將硫在空氣中燃燒的實驗放在盛有少量水或NaOH溶液的集氣瓶中進行，作無害化處理后排放。又如CO還原Fe2O3或CuO的實驗中一定要進行尾氣處理，用燃燒法加以處理多余的一氧化碳。

總之，在化學教學中進行綠色化學理念的滲透是一項循序漸進的工作。在實驗教學中，教師盡量體現綠色化學實驗的新要求：省資源、無污染、無廢物、多循環、多利用，這樣不僅節約資源、減少污染，而且能使學生受到直觀的環保教育，自覺養成保護環境的習慣，為構建和諧社會做出應有的貢獻。

（責編 ?孟 飛）