[高等教育]浅谈在高中化学教学中绿色化学观念的渗透

1、目 录摘要 关键词 AbstractKey words 前言1 绿色化学的现代内涵 11 绿色化学的涵义 12 绿色化学的核心内容2 化学教学中引入绿色化学的必要性 21 绿色化学与中学化学教育 22 在中学化学中如何引入绿色化学3 实验教学中渗透绿色化学理念 31 培养学生绿色化学意识 32 应用绿色化学原理, 改进化学实验设计 33 药品利用绿色化4 化学教学中渗透绿色化学教育理念的行动研究41充分挖掘教材中的绿色化学资源4. 结束语5. 参考文献 浅谈在高中化学教学中绿色化学观念的渗透摘要：绿色化学，是从源头清除污染的一项措施。在绿色化学的思想指导下，用预防化学污染的新思想、新方法和新技

2、术，对常规实验进行改革，用尽可能少的试剂来进行实验，用最佳的实验方法极大地减少或消除实验室的“三废”，用不同的实验形式使绿色化概念深入人心。 关键词： 绿色化学 化学实验教学 实验改革1绿色化学的现代内涵11 绿色化学的涵义 绿色化学又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry),环境友好化学（Environmentally Friendly Chemistry）,清洁化学（Clean Chemistry）.绿色化学即是用化学的技术和方法消灭或减少那些对人类健康，社区安全，生态环境有害的原料，催化剂，溶剂和试剂在生产过程的使用，同时也要在生产过程中不产生有

3、毒有害的副产物，废物和产品。 绿色化学的根本目标就是从节约能源和防止污染的观点来重新审视和改革整个化学和化工领域，在化学研究和化工生产过程中不再使用有毒，有害的物质，不再生产废物，不再处理废物。绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有“原子经济性”，因此它既能够充分利用资源，又能够实现防止污染。作为一门新兴交叉学科，绿色化学已成为当今国际化学科学研究的前沿。12 绿色化学的核心内容 “原子经济性”和“5R”原则。( 1)“原子经济性”是指充分利用反应物中的各个原子, 从而既

4、能充分利用资源又能防止污染。原子利用率越高, 反应产生的废弃物越少, 对环境造成的污染也越少。( 2)“5R”原则就是“减量”( Reduction) 即减少“三废”排放;“循环使用”( Reuse) ;“回收”( Recycling) , 实现“省资源、少污染、减成本”的要求;“再生”( Regeneration), 即变废为宝;“拒用”( Rejection) , 指对一些无法替代又无法回收、再生和重复使用的, 有毒副作用及污染作用明显的原料, 拒绝在化学过程中使用。2. 化学教学中引入绿色化学的必要性21 绿色化学与中学化学教育化学教育是培养高素质人才的一个重要组成部分，它的目标主要是普

5、及化学知识和能力的培养。中学化学教育是普及化学知识的开始阶段，应当把绿色化学、绿色意识融合在化学教育过程中，使绿色化学成为世纪化学教育的重要有机组成部分，树立可持续发展的观念，并尽可能的把绿色意识培养体现在化学教育过程中。使绿色意识成为广大中学生正确的环境意识、科学意识。22 在中学化学中如何引入绿色化学 2.2.1 在非金属元素一章中，涉及到了环境保护知识，可以利用铜和硫酸反应制硫酸铜的不同方法的优劣通过学生讨论比较来体会绿色化学的优点。还有大量的阅读材料（如臭氧空洞的形成，介绍了合成洗涤剂的功与过。）都是对学生进行绿色化学教育的绝佳素材。 2.2.2 在实验内容上充分体现绿色化学：在实验教

6、学中应当着重强调：对常见实验的固体、液体试剂的取用给出了限量要求；实验废气废液的处理，尾气的吸收装置等。要运用化学知识，利用化学实验研讨实际生产中的三废防治，从而使学生在学习掌握化学知识的同时学习环保知识，理论联系实际，提高学生利用化学知识解决实际问题的能力。尤其是化学实验中产生有毒气体的实验，完全可以采取封闭体系进行，防止有毒气体泄漏污染空气，危害师生健康；或者，对实验中产生的以及实验后残留的有毒气体进行适当处理，消除危害。例如，氯气、二氧化硫、硫化氢、二氧化氮等有害气体都可以用碱液或水吸收；硫化氢与二氧化硫的实验可以在封闭式装置中进行，硫化氢燃烧实验，也可以用漏斗罩在火焰上方，使产生的二氧

7、化硫经漏斗在作用下通过其连接的U型管(内盛稀氨水)，吸收液可作化肥使用等等3. 实验教学中渗透绿色化学理念31 培养学生绿色化学意识化学是一门以实验为基础的学科。化学实验是化学课程内容的重要组成部分。实验的绿色化是化学绿色化的核心。面对化学学科快速的发展与化学学科教育发展的滞后性, 教师的绿色化学意识对于开展化学学科教育显得尤为重要。因此教师要主动地担负起培养学生环保意识的责任, 在化学实验教学中给予学生示范与引导, 指导学生用“5R”原则( 减量、循环、回收、再生、拒用) 来考虑和解决化学实验中出现的污染问题,使学生在潜移默化中受到良好的绿色化学教育, 增强绿色环保意识。32 应用绿色化学原

8、理，改进化学实验设计3.2.1 方法多样方法多样是指要完成一个化学实验可选用多种的实验方法，采用多种的化学药品，充分考虑药品使用和反应产物的绿色化。如实验习题“浓、稀硫酸的鉴别”，经学生讨论得出了二十多种鉴别方法。 实验方法实验方法1、观察色、态，无色粘稠状的液体为浓硫酸。12、在萝卜上挖一个洞，分别加入浓、稀硫酸，萝卜萎缩，液体从洞中溢出久置后变黑的是浓硫酸。2、在相同条件下进行加热，首先沸腾的是稀硫酸。3、滴加到氯化钠固体中，产生白雾的是浓硫酸。13、在白纸上写字变黑的是硫酸。4、用手掂相同试剂瓶中相同体积浓、稀硫酸的质量，质量大的为浓硫酸。14、分别滴加到棉花、蔗糖、木屑、上，

9、变黑的是浓硫酸。5、用天平称量相同体积的浓、稀硫酸的质量，质量大的为浓硫酸。15、分别滴加到蓝色石蕊试纸上，先变红后变黑的是浓硫酸。6、在盛有少量水的试管中，分别加入浓、稀硫酸，烫手的一支是浓硫酸。16、加入铜片加热，溶液变蓝，产生刺激性气味气体的是浓硫酸。7、滴加到胆矾晶体中，晶体变白的为浓硫酸。17、加入木炭加热，产生刺激性气味的气体的是浓硫酸。8、滴加到变色硅胶中，粉红色变蓝色的为浓硫酸。18、加入铝片或铁片，常温下不反应的为浓硫酸。9、分别滴加浓盐酸，产生酸雾的为浓硫酸。19、加入锌片，产生无色无味气体的是稀硫酸。10、将湿的棉花球或鲜花悬挂在试剂瓶中，逐渐变干的是浓硫酸。20、滴加到

10、溴化钠固体中，产生红棕色气体是浓硫酸。11、将其露置在空气中，质量明显增加的是浓硫酸。21、滴加到碘化钾固体中，产生紫黑色固体和紫红色蒸气的是浓硫酸。从绿色化角度考虑，应选用无污染、药品常用易得、实验装置简单、操作容易、实验需时短、实验现象明显、可靠的鉴别方法，因此我们选用了6、7、13、14、15等实验方法。3.2.2仪器多样仪器多样是指我们在设计实验中，既可以用常规实验仪器，也可用微型实验仪器，亦可采用代用品或自制仪器，充分考虑实验过程的绿色化。如浓硫酸与铜的反应，既可以采用课本的实验装置，也可采用图一的实验装置，亦可采用图五的实验装置，但图五的实验装置最具有绿色环保的作用。实验时，先将浓

11、硫酸加热近沸，将铜丝插入，待有大量白色固体产生、湿的品红滤纸褪色时，将铜丝提起，停止加热，将溶液倾析到分叉管的另一边，待冷却，向白色固体中加入水，可以观察到蓝色的溶液，整个过程均在密闭系统中进行，现象明显少污染。又如铜与浓、稀硝酸的反应既可以在试管中进行，在试管口上方套一气球，也可以在在注射器中进行；卤素间的置换反应，既可以在试管中分别进行，也可以在井穴板中（可以是购置的也可以是代用品）进行，亦可在分叉管内或者三通管中进行组合实验，如图六所示，关a，开b、c、d，用手指轻挤多用滴管，使少量浓盐酸滴入高锰酸钾中，产生氯气，氯气分别进入两支Y形管中，同时使湿润的红纸褪色，湿润的碘化钾棉团处呈紫色，

12、湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，关闭c、d，待浸有溴化钠的棉团有橙黄色出现时，关闭b，可防止氯气与碘化钾直接反应。用酒精灯在溴化钠棉团处微热，可见到橙黄色的溴蒸气出现在Y形管中间段，并使湿淀粉碘化钾试纸变蓝色，湿润的碘化钾棉团处呈紫色。整个过程药品用量极少，实验现象明显，污染程度十分轻微，在台州市实验调研中荣获第一名。3.2.3实施多样 实施多样是指在组织实验时，实施的形式可以多样化。要根据具体的实验内容、实验所需的时间、学生的实际操作水平、学校的实验条件，因地制宜，充分考虑实验绿色化的综合效果。3.2.4教师演示实验对于一些实验装置比较复杂，操作难度较大的、有一定的危险性且对环境带来较大污染的、综

13、合性较强的实验，可以由教师进行课堂演示。如氢、氯爆炸实验；铜、铁、磷、氢气在氯气中的燃烧实验；二氧化硫、硫酸、硝酸等的性质实验；铝热反应实验；。进行这些实验时，教师一定要向学生说明实验时应注意的实验事项，要充分体现绿色环保意识、药品经济意识、安全意识和目标意识。这些实验由老师进行演示比由学生自己完成更安全、更成功、更有效、更节省时间,可减轻污染程度。实验过程的安全措施和尾气处理措施对学生起着潜移默化的教育作用。3.2.5随堂学生实验 随堂学生实验就是对于一些难度不大、比较安全、趣味性较强的探索性实验，在教师的指导下，让学生自己动手进行实验探索获取新知识的过程。如物质的量浓度溶液的配制、金属钠及

14、其化合物的性质、酸碱中和滴定、氨的制备和性质、硫酸的吸水性和脱水性实验、卤素间的置换反应等演示实验实验均可改为学生随堂实验。学生随堂实验不但可以使学生掌握一种通过自己的探索去获取知识的方法，提高学生的动手能力、观察能力、实验操作能力，培养学生实事求是的科学态度，更重要的是让学生亲身感受到绿色环保、药品经济、实验安全的重要性。3.2.6学生分组实验 学生分组实验一般是在新课学习后进行的一种巩固性实验，实验的目的是对所学的知识进行巩固并加深理解。根据大纲的要求，开设学生分组实验，要求学生做到以下几点：实验前，要求学生对所学的知识进行复习，开动脑筋，充分考虑药品的用量、有害物质的使用和排放等问题，充

15、分考虑绿色化。实验中，要求学生必须在操作过程体现绿色化。试剂的取用要求做到适量，以免多余试剂的处理带来操作上的麻烦和引起试剂的浪费。如试纸分成小块使用，药品逐滴滴加，等。仪器的选择要简单、轻便，价格低廉，甚至利用废品。有毒气体必须要有吸收装置，有毒物质必须经过处理使之转化成无毒物质。实验后的废物必须倒在指定的容器内，统一进行处理和回收，不能任意将其冲入水槽中流入地下管道，引起污染。实验后，在实验报告中必须进一步研讨绿色化。实验报告的内容，除要求学生报告常规的内容外，还要求对实验中的某些问题做进一步的专题研讨，并在此基础上提出改进的设想和措施。如：浓、稀硫酸的鉴别、苯的溴代反应、碘的提取、等实验

16、，学生提出了多个绿色化的实施方案。3.2.7家庭课外实验新教材中增添了不少的家庭小实验，体现了新教材“要以学生自身发展所广泛需要的化学基础知识和基本技能教育学生，使他们具有一定的化学科学思想和方法，发展他们的能力和个性特长，培养他们的创新精神和实践能力，为他们日后参加社会主义建设和终身学习打好基础。”的教学目标。广泛开展家庭小实验，教育学生如何进行就地取材、充分利用身边的农副产品和生活日用废品，将知识学以致用，将废物变成宝物，贯彻教学目标，渗透绿色思想，这就是新教材的初终。我们要求学生对书本上的所有家庭小实验均能在课外完成，同时还增添了一些课外实验。如：用热水瓶胆制硝酸银溶液、用废铝箔、牙膏壳

17、、牛奶瓶铝盖制明矾、从海带中提取碘、废电池的回收、橙皮制香精、排油机中的废油制肥皂，让学生在实验过程中体会到物质的制备必须考虑到使用的原料、方法、线路是否简易、便宜，要进行经济核算，尽可能获得成本低、产量高、质量好的效果，在思想上树立“积少成多、变废为宝”的意识。33药品利用绿色化尽量少用就是在确保实验效果的前提下，实验中试剂的浓度和用量降至最低限度。对于同一个实验，很明显用量越少，那么产生的污染也必然越少。“微型化学实验”和“微量化学实验”是减少实验药品用量的最佳措施。微型化学实验，即在微型化的仪器中（如点滴板、井穴板、注射器、多用滴管、分叉管、三通玻璃管）进行化学实验，对实验必须进行重新设

18、计与探索。如SO2制备和性质实验就可用图一所示的装置。同样，卤素间的置换反应，H2S的制备和性质实验均可在此装置中进行。教学演示时可通过幻灯机或实物投影仪加以放大，确保实验效果。微量化学实验，即采用常规的小量实验仪器和设备进行实验。常规实验的小量化是在不改变实验的方法、不改变操作技术的前提下，采用常规的小容量仪器，药品用量减量。如实验1-4吸热反应实验，药品用量减半；实验3-1物质的量浓度溶液配制将500mL体积改为100mL；实验6-4浓硫酸的脱水性实验蔗糖的用量减少一半；学生实验均采用小试管进行有关的性质实验,但不影响实验效果。4 化学教学中渗透绿色化学教育理念的行动研究41 充分挖掘教材

19、中的绿色化学资源4.1.1 在化工生产的内容中渗透绿色化学理念现行教材中化工生产知识在编写与编排上合理 地渗透了绿色化学的观点， 其具体体现在如下几个方面：(1)节省资源,提高原料转化率和利用率.例如在合成氨工业，硝酸工业，接触法制硫酸,联合制碱法与工艺流程中采取了循环操作， 体现了绿色化学中节省资源能源的基本原理。(2) 化工生产中均介绍了尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。 例如：氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。(3) 设计新的化学反应条件,降低对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放.例如教材中介绍了无氰电镀，由乙炔制乙醛工业生产中

20、使用非汞催化剂.4.1.2 在元素及其化合物教学中渗透绿色化学理念教材在5.1.3 “全球性的环境问题酸雨” 中谈到了有关酸雨的环境问题。酸雨主要是由二氧化硫产生的，而二氧化硫主要是从燃料燃烧中产生的。教材介绍了世界上减少排放二氧化硫排放量的主要措施：优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫 煤和天然气等；对煤和石油进行脱硫或对它们燃烧 后形成的烟气在排放之前除去硫的氧化物。烟气脱硫的方法很多， 这里可以介绍石灰石石膏法和氨肥法。教师还可以进一步通过向学生介绍从污染处理、安全的原料代替、到节约能源、使用绿色能源四个层次的方法向学生灌输尽量从源头减少污染的产生，而不是简单的减排的绿色化学思想。在氮、卤素元素的章节中，涉及到氯气、氨气等有毒气体的性质和使用。需要增加相关毒性和安全性的内容。比如在2.2章节中介绍好氯气的性质以后，应该向学生讲述处理氯气泄漏和中毒的方法。这关系危机时刻的处理，关系到生命，同时安全的化学过程也是绿色化学的一大原则。4 结束语当前, 我国的绿色化学研究还处于初级阶段, 绿色化学教育更是处于萌芽阶段。化学实验教学的绿色化需要相当长的过程, 一方面需要对绿色化学理论的深入研