中学化学实验绿色化研究

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中学化学实验绿色化研究

作者：庞业伟

来源：《广西教育·D版》2012年第07期

绿色化学是一个具有明确的社会需求和科学目标的新兴理念。从科学观点看，绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展；从环境观点看，绿色化学利用化学的原理、技术和方法减少或消灭对人类健康、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物等的使用和产生；从经济观点看，绿色化学合理利用资源和能源、降低生产成本，符合经济可持续发展的要求。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。

在教学中，化学实验绿色化设计的内容应从改进实验原理、控制实验条件、改进实验方法、循环使用溶剂、妥善处理好实验废弃物等五个方面进行考虑，以实现实验的绿色化。 1.改进实验原理。比如“氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合吸热制冷”原料不易得，且产生浓烈的氨味，使坐在教室前排的学生个个掩鼻，课堂秩序一片混乱。如果采用生石灰加水放热反应，原料易得，产品石灰水还可回收用于树木的消毒，既可节约药品，又十分容易与学生的日常生活相联系，有利于学生发散思维的培养。

2.控制实验条件。比如“在两支试管中分别加入稀盐酸，将两个各装有碳酸钠、碳酸氢钠粉末的小气球分别套在两支试管口，将气球内的碳酸钠与碳酸氢钠同时倒入试管，观察反应现象”。缺点是无法验证碳酸钠与碳酸氢钠反应的快慢。改进做法如下图所示：U形管的底部放一个厚约2-3cm的胶塞（直径与U形管内径相同），将U形管底部分为两部分，然后分别加入碳酸钠和碳酸氢钠。将两个管口分别用与三通管相连的单孔胶塞堵住，向长颈漏斗加入稀盐酸，使酸液以相同速度分别滴入管内，可以观察到两支管内都能发生反应，都有气体产生，但剧烈程度不同，生成的气体从侧支管排入气球中，从两个气球充盈程度不同、充气速度快慢，能得到形象直观的感性认识。

3.改进实验方法。“用棉花包住过氧化钠，放在石棉网上，并在棉花上滴几滴水，观察棉花的燃烧”。石棉纤维燃烧的产物有致癌作用，对师生的身体健康有一定的损害，且滴水导致棉花弄湿。可以改进为：在铁板上放一层薄棉花，在棉花上放置约一药匙过氧化钠（2克左右），用玻璃导管对准棉花吹，数秒钟后，观察到淡黄色的过氧化钠逐渐变成橙黄色，旋即冒烟，随后着火剧烈燃烧；把铁板上的灰用水浸泡，过滤；滤液滴入稀盐酸，会观察到气泡产生；证明产物不是氢氧化钠而是碳酸钠，从而说明用玻璃导管吹气主要是二氧化碳，少量的水不影响实验的演示。这个演示能使学生历久不忘。

4.循环使用溶剂。“卤素各单质的活动性比较实验”是在试管中完成的，而饱和氯水和溴水则存在着氯气和溴蒸气的逸出污染（一个班五六十名学生同时实验，污染很严重）。创新为串联实验：在一张滤纸中心处，滴一滴饱和溴化钠溶液，待其湿润后，再滴一滴氯水，滤纸呈现黄色斑点；在呈黄色斑点处，再滴一滴碘化钠溶液，斑点颜色变为浅褐色；在浅褐色斑点处，