高中化学实验探究——“绿色化学”实验

史春侠

摘要：绿色化学是基于环保、低碳理念而来的新型化学教学理念，它要求老师在教学过程中要注意化学物质对环境造成的污染，尤其在化学实验教学环节。本文针对如何实现绿色化学实验，减少化学实验过程可能造成污染问题，提出以下解决对策:首先，更新教学理念，在化学实验中融入绿色化学理念；其次，运用微实验，节约资源，减少污染；再次，利用微课资源，进行云实验；然后，选择合适的化学实验用品，减少可能存在的环保隐患；最后，妥善处理实验废液和相关化学物质。

关键词：高中；化学；绿色；实验

化学是一门关于物质研究的学科，是注重实验和理论相结合的学科，化学这种以实验为基础的学科教学方式，对于培养学生对未来知识的好奇心和学习力具有较强的引导作用。化学学习涉及的知识面较广，与医学、工业和农业等学科有着紧密的联系，其知识点较多而且相对比较分散，但是这些知识点之间又有着紧密的内在联系，通过化学实验的形式将这些知识点以一种更加直观的方式展现给学生，不仅有利于提高学生化学学习的积极性，而且能够提高学习效率，起到事半功倍的效果。

随着人们对环境问题的不断关注，低碳生活、低碳教育的理念不断深化，绿色化学也成为目前高中化学教育的一种新型方式。所谓绿色化学实验室是指在进行化学实验的过程中要尽量减少实验对周边环境可能造成的污染，在实验结束之后，要合理地处理掉相关的废料，以免其污染环境。

一、更新教学理念，在化学实验中融入绿色化学理念

绿色化学理念是最近几年，随着环境问题不断突出而新兴的一种教育理念，是对我国传统的教育观念的一种补充与更新。在我国传统的化学实验教学中老师主要关注的是化学实验本身是否顺利，在保证安全的前提下老师更加关注实验内容，而对实验过程可能造成的环境污染并未过多关注，这也导致老师在进行化学实验的时候，可能会造成资源的浪费、废气废渣不能合理有效地处理，进而造成对周边环境的污染，而老师的言行对学生起着至关重要的影响作用，学生可能会效仿老师的行为在学生自己进行化学实验的时候依然不重视环保问题。这种不良的示范会导致恶性循环，积少成多，一次化学实验可能会对环境造成一点的污染，但是在高中三年多次化学实验下这种污染对周边环境的影响是不可估量的。因此，要想实现绿色化学实验，首先要在观念上重视绿色化学，在高中化学实验环节融入绿色化学的理念，提高老师的环保意识，在老师的带动下更新学生的观念。这种理念的更新，不仅会影响学生在化学课堂中的表现，而且会影响学生的方方面面，使学生在生活和学习的各个环节中都关注环境问题，减少自身对环境的污染。不积跬步无以成千里，通过一个个学生的一点点努力会对我国环境问题产生重大的影响。

二、运用微实验，节约资源，减少污染

所谓微实验室，是相对于传统的实验而言，他们实验原理一样，但是在实验的过程中尽量减少实验装置、仪器的使用，同时在实验物质用量上也要适当减少。通过装备设置和试剂用量的减少，来减少其对环境可能造成的污染。微实验相对而言操作更加简单方便，节约药品， 减少污染，代表了绿色实验发展的方向，目前国内外针对微实验的相关研究已经出现。

如在学习人教版高中化学必修课《金属的化学性质》一节中，需要对钠和铝等金属与氧气反应的产物及其用途进行了解，并进行实验操作，在不影响实验结果、能真实向学生呈现实验现象的前提下，在进行钠与氧气反应的时候尽量减少钠的用量。另外，在引导学生观察钠和烧杯中的水进行化学反应时，在实验环节老师可以用试管代替烧杯，由于烧杯的底部面积比较大，相对于试管而言，其容量更大，运用试管则更节约酚酞的用量，在一定量的酚酞下其与钠的化学反应会更加明显，也更利于学生观察化学现象。微实验的方式是一种从根源上减少化学实验对周边环境污染的方式，在实验一开始就减少了实验过程中可能造成的废气废水废料等的产生。目前，国外对高中化学微实验的研究已经比较成熟，老师可以多参考国外文献，在进行实验的时候针对性地操作。

三、利用微课资源，进行云实验

自李克强总理提出“互联网+”以来，各行业与互联网的融合发展成为行业发展的新方向，教育行业也不例外，微课作为“互联网+教育”的产物，是一种信息化背景下的新型教育资源形式，具有知识资源容量较小、传播速度较快、教学时间较短（不宜超过10分钟）、主题鲜明突出和反馈及时、针对性强等特点，是一种较为适合绿色化学实验理念的一种方式。

同一省份所有的高中学校所用的化学教材是统一的。在同一所学校内，老师所讲述的课程阶段内容一般都是一致的，因此学校的化学小组可以选派一名老师将所要进行的化学实验完美地展现一次，另外有老师负责录制成微课资源，并将其上传到学校网站，当有化学老师需要做此实验时，其可以直接从网上下载资源，在课堂上进行播放，不需要在课堂上进行实战操作依然可以让学生观察到实验的整个过程，了解到物质在化学实验中的变化，保证授课内容的完整性。

例如前文中所提到的钠、镁、铝等金属与氧气的反应，老师就可以采取这种方式。利用微课资源进行云实验的绿色化学实验方式，是一种从根本上消除化学实验可能造成的环境污染问题的一种途径。这种实验方式相对而言比较新颖，对当今的互联网技术依赖较大。通过这种新颖的实验方式的运用，一方面可以吸引学生的关注度，使学生在课堂上能够更加地积极和活跃，有利于提高其学习效率。另一方面可以提高学生的课下复习效率，当学生对实验的一些细节没有完全掌握和理解的情况下，学生可以主动下载这些资源，进而通过播放视频的形式进行复习，这种学习方式既解决了学生的学习问题，提高了学生的复习效率，又节约资源，有利于环境保护。

四、选择实验用品，减少可能存在的环保隐患

在化学实验过程中，有一些物质由于其自身特有的属性，具有较强的污染性和腐蚀性，如浓硫酸、氨气、二氧化硫、一氧化碳等。如在高中化学课堂中经常会接触到二氧化硫，是一种常见的氧化物。其一般形态为无色气体，但是具有强烈刺激性气味，是大气污染物之一，在日常生活中汽车尾气中会含有一定量的二氧化硫，另外工业生产也会造成一定的二氧化硫。在一定的催化剂作用下，二氧化硫会生成硫酸，更是对人体皮肤具有较强的腐蚀性。那么在进行相关化学实验的时候，尽量减少对该种化学用品的实验，选择其替代品。

以有机化学中最重要的实验之一——乙酸乙酯的制取实验为例，在该实验的操作过程中，通常需要加入浓硫酸进行酯化反应，而且在此实验中需要的浓硫酸量一般较大，但是由于浓硫酸具有较强的腐蚀性，而且这个实验的过程比较复杂，容易造成废酸污染，因此为了避免因为化学实验造成的环境污染，受绿色化学理念影响，在实际实验过程中，可以用二氧化硅等绿色的催化剂代替浓硫酸，一样可以达到应有的实验效果。另外，在一些化学实验中，有一些污染性较强的物质，很难找到其他合适的物质进行替代，在进行此类实验时，老师一定要把相关的操作规范讲解到位，避免一些学生因为操作不当而出现化学物质外漏的现象，避免因此而造成不必要的环境污染。

五、妥善处理实验废液和相关化学物质

由于某些化学实验的产物具有一定的污染性，化学老师在结束化学实验之后，一定要对相关的化学产物进行妥当处置，不能随意丢弃，否则这种化学废液不但可能对周边的环境造成污染，还可能发生一定的危险，给学生或老师不必要的伤害。老师可以按照化学实验产物的类型进行处理，如按照酸、碱、盐的分类，把相应的废液装入到相应的回收器中，然后根据国家的标准进行处理，一般情况下处理方法包括中和、分解和吸收。针对实验中未用完的固体物质，老师也要妥善进行处理，放置到合适的区域，以便再次回收利用。另外，在实验中添加尾气吸收装置，避免在实验中产生的废气直接进入空气中，造成空气污染。
　　目前在高中化学实验中比较常见的废液类型主要有含汞废液、含重金属废液、含氰废液、废酸、废碱等。以高中化学中二氧化硫的制作实验为例，二氧化硫具有特殊的氧化性、漂白性和还原性，以及一般酸性氧化物的通性。在学习二氧化硫的漂白性时，往往会将其与木炭、臭氧等物质进行对比分析，在进行相关的对比实验时，由于二氧化硫具有空气污染，一定要注意将其尾气进行吸收，可以针对这些特性向学生提问，用什么来吸收二氧化硫的尾气？在具体的方法上适用上排空气法还是下排空气法进行吸收？

另外，如在做铁、铜、汞等金属物质的活性对比实验时，在实验结束后对铜、铁的保存只要注意与空气隔绝，避免氧化即可，而针对重金属汞的保存则一定要格外注意，不能像保存其他金属一样放置在玻璃瓶中，而是尽量放在瓷瓶中，这主要是因为玻璃瓶容易破碎，破碎后汞金属遗落，容易造成中毒。另外，在汞金属保存上，要注意在上面保持一定的蒸馏水，防止汞蒸发。

绿色化学是一种比较新兴的化学教学理念，它不仅要求老师要更新自己的观念，将绿色化学理念践行在化学教育的实验环节，更要求老师要将这种理念传输给学生，通过自己的言传身教来影响学生，使其具有环保意识。在绿色化学实验过程中，老师一定要关注到实验的各个环节，在实验开始前做好相关的准备工作，尽量减少实验相关器材的使用，从而节约资源，另外，对实验需要使用的化学物质进行筛选，用一些不具有污染性的物质代替如浓硫酸、二氧化硫等污染性较强的物质。在实验过程中，要注意实验过程的规范性，避免因为操作不当而导致的环境污染。在实验结束后，一定要对实验中未用完的化学物质以及产生的新的物质进行恰当的处理，对实验过程中产生的废气，废液等进行相关的处置，避免其直接暴露在空气中，造成环境污染。
参考文献：

[1]侯丽梅.新课标下的化学实验教学探究[J].成才之路,2020(14):86-87.

2. 陈驰,于晨,潘韬文.基于绿色化学理念的高校化学实验教学与管理优化[J].当代化工研究,2020(09):117-118.

3. 赵红兰.在高中化学实验中培养绿色化学观的教育探索[J].科学咨询(科技·管理),2020(05):197.