高中化学实验教学中实验绿色化的实践思考

吴双龙

摘要：绿色化学是未来化学发展的必然方向，这一趋势投射于我国基础教育领域，就意味着化学教学要转向对具备绿色化学理念的新型人才的培养。在高中化学教学中，推进实验教学的绿色化既体现了化学教学的发展性，也有助于提升学生的环保意识与责任感。本文在此基础上，对高中化学实验教学中实现实验绿色化的措施进行了探讨。

关键词：高中化学;实验教学;绿色化学

中图分类号：A 文献标识码：A 文章编号：（2021）-33-275

引言

在应试教育的背景下，我国高中化学教学长期以应试为主要目的，化学教师对教材中绿色化学的相关知识利用率不高。特别是在化学实验环节，缺乏对学生绿色环保理念的培养。这就导致学生获取绿色化学相关知识的途径很少，学生自身的环保意识和低碳意识不足。

一、化学实验教学中实行实验绿色化的意义

传统的化学实验教学中，常会伴随污染性物质产生和材料高消耗问题，不仅影响师生的身心健康，也违背环境友好的理念。绿色化化学实验教学，就是以绿色化学思想为指导，用微型的仪器、微量的试剂、创新的教学手法，来达到实验安全和实验效果的统一。化学是以观察和实验为基础的科学，只有强化在实验环节的绿色化教育，才能切實增强学生的绿色环保意识，并认识到绿色化学理念的长远发展意义。

二、创设实验情境，导入绿色课题

在人教版高中化学教材中，绿色环保的理念在许多章节都有体现。过往教师多从知识层面对这部分内容进行讲解，并未就绿色化学理念做出过多阐述，包括其中涉及的实验环节，大多也会被教师直接省略。为改变这一现状，化学教师要将绿色化学理念充分渗透于知识讲述和案例分析中。为了突出绿色化学的实际意义，化学教师要结合真实的问题情境设计绿色化的实验环节，借助直观的实验来向学生渗透绿色环保、可持续发展的理念。

在教授“氮及其化合物”中讲述了氮及其氮氧化物的物理性质、转化关系，并探讨了导致大气污染的因素以及预防知识。化学教师在讲述这一部分的内容时，可以以视频的方式向学生介绍雾霾、酸雨等大气污染问题，以此作为课堂教学的导入，并向学生提出问题：大气中的什么物质导致了雾霾和酸雨等污染问题？然后，化学教师可以演示部分氮氧化物的生成过程，这些氮氧化物、二氧化硫以及它们在大气中发生反应后的生产物会溶于水，导致酸雨的形成。从真实的环境问题导入实验环节，能让学生认识到化学实验对现实生活的指导意义，进而增强学生的环保意识。

三、改进实验装置，减少污染排放

实验装置是化学实验必不可少的部分，也是推进实验绿色化的有力抓手。良好的实验装置不仅能提升实验的成功率，也能促进资源的合理利用。在日常的化学实验中，存在不同程度的试剂用量大、造成的污染多等问题，比如在人教版高中必修第二册化学教材“化学反应与能量变化”，为了探讨化学反应与热能的关系，教材给出了一个氢氧化钡晶体和氯化铵晶体吸放热反应的测定实验。这个实验是在敞口的烧杯中进行的，虽然操作步骤中有“闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯”这一步骤，但是仍然会将部分有刺激性气味的氨气直接排放出去，而且在烧杯中完成实验所需的化学用品数量也很大，这与实验绿色化的理念是背离的。

化学教师可以对这一实验装置进行改进，用气球代替原本用于发生化学反应的烧杯，将少量氢氧化钡晶体和氯化铵晶体置于气球内部，再将气球套在横放的干燥管上。干燥管中盛有一部分酚酞水溶液，用于对反应生成物的性质进行验证，干燥管的另一头通过玻璃导管连接到一个盛有酚酞水溶液的烧杯，这就是改进后的实验装置。要观察实验现象，化学教师需用手揉搓气球中的氢氧化钡晶体和氯化铵晶体，然后观察气球温度的变化，干燥管中酚酞水溶液颜色的变化，以及导管中水柱的变化。经过观察，会发现用手搓气球会有冰凉感，干燥管和烧杯中的水都变红了，而且玻璃导管中也形成了一段水柱。这一实验同样可以说明吸热反应，而且具有实验用量小、污染排放少的优势。

四、选用绿色原料，源头控制污染

在化学实验原料的选择方面推进绿色化，是从源头对实验污染问题进行控制，在保证实验效果的基础上，尽可能地把对环境有害的物质替换为清洁原料，从实验的开端处对高中化学教学进行整体规划。在人教版《有机化学基础》教材中，第二章第二节“烯烃 炔烃”在研究乙炔的化学性质时，提到了乙炔的实验室制法。考虑到电石与水的反应非常剧烈，为了保证实验的安全性，教材提到了可用饱和氯化钠溶液代替水来和电石发生反应，以达到减小反应速率的目的。这种方式虽然降低了安全隐患，但是改进后的实验操作中仍然会产生大量有害气体，比如磷化氢、硫化氢等。虽然实验装置配备了硫酸铜溶液用于除去气体杂质，但是二者之间难以恰好完全反应，而且硫酸铜溶液中也存在着重金属铜离子，同样不符合实验绿色化的标准要求。

在这一基础上继续深入思考，既然制取乙炔的关键在于电石和水之间的反应，那如果用别的溶液取代氯化钠溶液，是不是也能在保证取得乙炔的情况下，降低实验过程中污染物的生成？这就是从源头层面来想办法推进实验的绿色化，且相关实验结果已经证明，采用16%的氢氧化钠溶液和电石发生反应，所生成的气体中硫化氢和磷化氢这类有害气体的含量明显降低，完全符合实验的要求。由此可见，虽然实验的步骤和装置未发生调整，只是在化学原料方面进行改进，同样能实现实验绿色化的目标。

总结

化学实验的绿色化是一项系统的工作，从实验设计方面的理念更新，到具体操作环节的原料选择、用量控制、装置改进等，都是推进实验绿色化的重要步骤。高中化学教师应在日常实验教学中渗透绿色化学的理念，引导学生在积累化学专业知识与技能的同时，同步提升自身的环保理念与社会责任感。

参考文献

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