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浅谈高中化学实验的绿色化改进


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 浅谈高中化学实验的绿色化改进 作者:周爱云 来源:《中国校外教育· 基教(中旬)》2014 年第 01 期 化学实验是高中化学教学的重要组成部分,是培养学生化学科学探究能力的主要途径。化 学教师在进行化学实验教学时,务必要树立实验绿色化的理念。化学实验绿色化理念课堂教学 为了提高学生的科学探究能力,高中化学教学加大了化学实验教学的比重。但是,因为化学实 验的反应物和生成物大多属于有毒、有害的污染物。几乎是只要有化学实验,就会产生污染或 存在一定的危险性。这种现状不仅严重破坏生态环境,而且对学生的生命安全也造成一定的威 胁,还严重影响学生学习化学的兴趣和热情。因此,必须改进现有教材中的一些化学实验,使 之成为绿色化的化学实验。所谓“化学实验绿色化”,就是指在满足教学要求的前提下,设计的 化学实验彻底消除或尽量减少使用和产生有害物质,从源头上消除化学实验对环境和人类健康 的负面影响。 综合分析高中化学实验产生污染的主要原因,一是实验设计不合理,实验器材和药品的使 用都没有优选优化;二是实验操作不规范,对化学实验反应生成的污染物随意处理。在教学过 程中,教师如果始终坚守环保意识,积极主动地对一些实验加以改进,可以有效地减少实验的 污染和危害。 一、优化实验设计 新课标教材尽管体现出了化学实验绿色化的思想,但仍然有很多实验因为设计不够严谨而 产生“三废”污染物,一些实验反应物和反应助剂的选择及其用量比没有做到最优化。比如, 《有机化学基础》[实验 2-1](人教版选修五)乙烯的实验室制取实验,教材设计为:用体积 比为 3∶ 1 的浓硫酸和无水乙醇作为原料制作乙烯。这一设计会使反应物在反应过程中变成黑 色,产生碳渣,极难清洁,还需耗费大量的乙醇,严重降低了乙醇的产率。再如一些实验的药 品用量和试剂浓度,教材中并没有给出明确的规定,学生在实验操作中很容易造成对药品的浪 费和污染的严重。 教师在实验教学过程中,就要针对教材对于实验的设计进行绿色化改进。对上述“乙烯的 实验室制取”的实验,可以让学生以浓磷酸浓硫酸的混合物和代替浓硫酸,笔者在教学中,综 合考虑实验现象、反应时间、碳化程度以及乙烯产率等因素的情况下,通过实验探究,获得了 更为理想的原料用量比为:浓硫酸、浓磷酸、乙醇的体积比取 2.3∶ 0.7∶ 1,学生采用探究所得 的反应物以及原料配比进行实验,效果更好。而对那些没有明确药品用量的实验,笔者也是根 据往届实验记录,给予学生一个明确的药品合适用量,既节约了药品,还能减少污染物的产 生。同时,也能培养学生科学的试验方法和严谨的实验态度。 二、改进实验装置 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 化学实验装置的绿色化改进方法,主要包含有组合实验和实验密闭化两种。组合实验是指 在实验教学过程中,尽量寻找各实验间的联系,通过调整实验次序、把分散实验综合、充分利 用反应产物等途径,使一个实验的产物或废物成为下一个实验的原料,努力延长产物的使用周 期,减少废弃物的排放,提高试剂利用率。组合实验的优点在于,可以节省实验时间和药品, 提高实验资源利用率,与绿色化学理念相一致。教学中,可以将物质的制备实验和性质实验组 合起来,比如一氧化氮、二氧化氮以及氯气的制取和性质实验组合在一起,用制取实验获得气 体用于性质检验的实验原料。还可以将几个实验有机地串联起来组合成一个连贯的实验装置。 如人教版《化学》(必修 1)氯气的性质实验,教材分散为四个小实验,需要多次反复地通氯 气。采用如下图


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