新課標(biāo)下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綠色化研究

張婭瓊

摘 要：綠色化學(xué)又叫環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇、設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化。一方面，盡量減少污染很嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)；另一方面，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)有效的措施使化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和環(huán)境的污染降低。采用理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方式，對(duì)新課標(biāo)下高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綠色化進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：綠色化研究；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；高中化學(xué)

綠色化學(xué)又叫環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇、設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)體現(xiàn)綠色化。一方面，盡量減少污染很嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)；另一方面，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)有效的措施使化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和環(huán)境的污染降低。例如在新課改的人教版教材中關(guān)于一些有毒氣體如氯氣、氯化氫氣體的制備實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不作為演示實(shí)驗(yàn)，有關(guān)硫化氫氣體的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被刪除等。

“化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化”即化學(xué)實(shí)驗(yàn)潔凈化，是將綠色化學(xué)的基本原理和理念應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其目的是改變“只要有化學(xué)實(shí)驗(yàn)就會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染”的現(xiàn)狀，要求在滿足教學(xué)要求的前提下，使設(shè)計(jì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)徹底避免或盡量減少使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)，盡量減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染。高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的優(yōu)點(diǎn)為：可培育綠色化學(xué)思想、可指點(diǎn)綠色化學(xué)方法。

一、綠色化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的途徑

1.建立綠色化的理論和方法

①防止污染優(yōu)于治理污染；②最大限度地利用資源設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)，縮短反應(yīng)時(shí)間、提高資源的利用率；③盡量使用或產(chǎn)生無(wú)毒無(wú)害或毒性小的物質(zhì)；④用不易揮發(fā)、無(wú)害的溶劑；⑤盡量不使用輔助劑或在必須用時(shí)選用無(wú)毒物質(zhì)；⑥控制實(shí)驗(yàn)條件防止污染發(fā)生；⑦用不產(chǎn)生污染的試劑代替有害的試劑。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

①規(guī)范藥品用量，提出量化要求；②改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。

3.開(kāi)發(fā)微型化實(shí)驗(yàn)

最簡(jiǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、最低的排廢提供最安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、最廉的投入換取最佳的教學(xué)成效、使學(xué)生牢固樹立綠色化學(xué)的觀念。

4.回收處理廢物

對(duì)某些化學(xué)試劑進(jìn)行回收再利用，可以節(jié)省資源，降低實(shí)驗(yàn)成本，減少污染。對(duì)于一些不能回收利用的廢棄物，也必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚?，不能隨意排放。

5.綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

比如把一些分散的實(shí)驗(yàn)串聯(lián)合并起來(lái)一起做，既可以由單人進(jìn)行連續(xù)操作，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，又能減少氣體的外逸，有效地減少反應(yīng)物的使用及有害物質(zhì)的排放。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究案例

案例：過(guò)氧化氫的氧化還原性

人教版高中化學(xué)選修6“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”中的藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)即亞甲基藍(lán)的振蕩實(shí)驗(yàn)涉及化學(xué)振蕩反應(yīng)的基本原理。通過(guò)觀察顏色交替出現(xiàn)藍(lán)色—無(wú)色—藍(lán)色—無(wú)色的現(xiàn)象，直觀地證明了氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。但該實(shí)驗(yàn)僅以實(shí)驗(yàn)的趣味性來(lái)讓學(xué)生從中獲得相應(yīng)的知識(shí)，且顏色變化只有兩種，相對(duì)簡(jiǎn)單。對(duì)此，對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下改進(jìn)：

2.實(shí)驗(yàn)步驟

①無(wú)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(wú)色溶液A。

②無(wú)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(wú)色溶液B。

③無(wú)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(wú)色溶液C。

④分別量取A、B、C溶液50 mL，同時(shí)倒入250 mL燒杯中，立即充分?jǐn)嚢杵毯?，靜置，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

3.思考交流

①記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并解釋，為什么溶液會(huì)呈現(xiàn)周期性的變化？

②實(shí)驗(yàn)中何時(shí)體現(xiàn)了雙氧水的氧化性、還原性？

③查閱資料：過(guò)氧化氫的性質(zhì)和用途，在課堂上交流，說(shuō)明使用它進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的好處。

該實(shí)驗(yàn)重新設(shè)計(jì)藍(lán)瓶子實(shí)驗(yàn)，加入丙二酸和硫酸錳，使得溶液出現(xiàn)三種顏色的周期性變化，并且實(shí)驗(yàn)中只需將溶液混合，無(wú)需振蕩就可觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生不僅可以獲得相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)，還能通過(guò)親身經(jīng)歷觀察、思考、解釋、作出結(jié)論等過(guò)程學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展其科學(xué)思維。另外，學(xué)生通過(guò)搜集過(guò)氧化氫的特點(diǎn)用途，并積極交流而了解其特殊性，初步理解實(shí)驗(yàn)中滲透綠色化學(xué)思想的表現(xiàn)，了解到大力推廣綠色化學(xué)的重要意義，從而使其關(guān)注一些社會(huì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品，減少污染，提高其對(duì)社會(huì)的關(guān)注和認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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