中学化学实验的绿色化探究

中学化学实验的绿色化探究洛阳市孟津县县直中学 田力征 洛阳市孟津县送庄镇初级中学 左文辉化学是以实验为基础的学科，实验是化学的灵魂和生命。但实验也对环境造成了一定的污染，如何减少或消除污染，是人们不断探索和研究的课题。早在20世纪90年代初美国化学会针对日益严重的环境污染问题提出了“绿色化学”的口号，美国的Mayo博士和他的同事们自1982年开始尝试一种实验方法微型化学实验，在实验中较好地实现了实验绿色化。当今世界各国对绿色化学的研究逐渐深入,特别在学校教育十分注重绿色化学。我国在l988年末，由杭州师院的周宁怀教授牵头，华东师大、杭州师院等8所院校组成了化学实验课题研究协作组，本着立足国内教学实际情况，开展化学实验微型化、绿色化的研究和推广工作。截止目前中国化学会已经召开了七届全国中学微型化学实验研讨会，实验“微型化、绿色化”成为化学实验创新研究的热点。中学化学新课程标准规定：课程的设计要“体现绿色化学思想”，要让学生了解“在化工生产中遵循绿色化学思想的重要性”;同时要求通过化学实验使学生“树立绿色化学思想，形成环境保护的意识”; “初步形成人和自然和谐发展的观念，初步树立可持续发展的思想和正确的价值观。”显然，新课程标准极其重视绿色化学思想的形成和应用，因此发掘和设计绿色化的实验方案，减少或基本消除实验污染，使实验教学绿色化、常态化，更好地发挥实验的教育功能，是我们化学教师努力探索的方向。一、 实验装置的探索：将教材中有污染的实验包括演示实验、学生实验逐一分析研究并探索改进的方法。案例:铵态氮肥的检验实验初中化学（人教版）第十一章课题2化学肥料中有一个探究活动， “氮肥、钾肥、磷肥的区分”探究实验，教材是在研钵中进行，产生的氨气很快扩散到空气中，氨气强烈的刺激性气味导致多人咳嗽，危害师生健康，因此这个实验大多数老师避开不做，而是直接将实验现象、实验结论告诉学生，让学生死记硬背，脱离了实验，没有了感性认识，学生的学习仅仅停留在了纸面上，无法灵活的运用到实际中。 为了解决氨气的污染问题，我们对教材实验进行改进创新，我们的设计理念是：绿色化。将实验放在密闭的环境中进行，减少氨气的污染；简单化。实验装置简单，操作简便，成功率高，现象明显；生活化。立足生活，从生活中选取实验材料，一是废旧资源的再利用，二是便于学生开展家庭小实验，使实验创新具有实际意义。根据设计理念，我们设计了如下的实验方案：实验方案：用棒棒冰塑料袋（相当于软塑料试管）代替研钵，将铵态氮肥（氯化铵或硫酸铵）和熟石灰（或氢氧化钠）放入棒棒冰塑料袋中，并用夹子夹紧管口控制氨气的排放。 改进后的优点： 污染小，操作简单，用品易得，可使学生人人动手实验，从实验中感受知识，使学生真正掌握氨态氮肥的检验方法，能随时对农村家庭中的化肥进行检验，使所学知识和实践应用有机结合。 实验的可操作性强，便于推广使用，可使“化肥的检验”这一实验教学绿色化、常态化。二、实验方案的探索:根据实验目的，使用不同的仪器进行相同的实验，对比研究，发掘和设计绿色化的实验方案。案例：分子运动实验教材实验：烧杯A中加入20毫升水并滴入5-6滴酚酞，烧杯B中加入5毫升的浓氨水，用一个大烧杯或水槽罩住A 和B两个小烧杯，观察现象。改进后的实验：我们设想改用硫酸和石蕊来完成，在“凹”字形的玻璃管内注入稀硫酸，两端折起处各加一滴石蕊溶液变红，然后只在一端滴加一滴浓硫酸，观察红色移动情况。浓硫酸溶于水温度升高，可以看到红色迅速向中线移动，而另一端无变化。改进后的优点：此实验将氨水换成稀硫酸和石蕊来完成，避开了氨气的污染，实现了实验的绿色化。可以直观的观察到分子热运动，对比强烈，现象明显，学生印象深刻。三、实验微型化的探索:在已有的教学资源基础上，结合我校教学实际情况，本着“药品用量少，实验效果好”这一原则，可将部分实验微型化，使实验达到节约而环保、安全而高效的目的。案例：硫燃烧实验教材实验：把硫点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中，观察实验现象。改进后的实验：将集气瓶换成小试管，用薄铜片自制一个小型燃烧匙并将其插入橡胶塞，把硫点燃后立即伸入盛有氧气的小试管中并塞紧橡胶塞。 用同样的装置做硫在空气燃烧实验，与上述实验形成对比。改进后的优点：药品的用量小，产生的污染物少，同时实验在密闭的容器中进行，减少二氧化硫的排放，从而减少对环境的污染。四、实验废物处理的探索：将实验废物能回收利用的进行分类处理，回收再利用；有危害的药品，利用药品的性质相互反应进行初步处理，使师生都养成回收废弃物的好习惯。案例：高锰酸钾制取氧气反应后的废物是锰酸钾和二氧化锰，引导学生采用过滤、蒸发等操作进行分离，回