摘 要： 實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，保護(hù)環(huán)境是我們永恒的主題。綠色化學(xué)（Green Chemistry）是通過(guò)化學(xué)方法合成對(duì)環(huán)境無(wú)害或友好物質(zhì)的一門新興學(xué)科。綠色化學(xué)是可持續(xù)發(fā)展的需要，化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是社會(huì)發(fā)展的需要，是學(xué)生身心健康發(fā)展的需要，是進(jìn)行環(huán)境教育的需要。本文在論述“化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化”意義的基礎(chǔ)上，討論了如何在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中做到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，從而達(dá)到使環(huán)保意識(shí)深入學(xué)生心中的目的。
　　關(guān)鍵詞： 高中化學(xué)實(shí)驗(yàn) 綠色 化學(xué)思想
　　
　　《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》規(guī)定必修課程的設(shè)計(jì)要“體現(xiàn)綠色化學(xué)思想”，要讓學(xué)生了解“在化工生產(chǎn)中遵循‘綠色化學(xué)’思想的重要性”，還將“樹(shù)立綠色化學(xué)思想”作為《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》選修模塊“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”主題的第三條“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”，并將“形成綠色化學(xué)的觀念”作為《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》選修模塊的課程目標(biāo)之一。這在以往的化學(xué)教學(xué)大綱中是從未有過(guò)的，表明新課程標(biāo)準(zhǔn)的制定非常重視綠色實(shí)驗(yàn)化學(xué)思想的形式和應(yīng)用。
　　1.在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)考慮綠色化
　　在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)綠色化學(xué)思想，應(yīng)首先重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的綠色化，即選取綠色化的原料、采用“原子經(jīng)濟(jì)性”的化學(xué)反應(yīng)，使所獲得的產(chǎn)物綠色化。所以要想在實(shí)驗(yàn)中做到綠色化，最重要的是能夠做到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)上的綠色化。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師要積極查閱相關(guān)資料，充分考慮試劑的用量、有毒物質(zhì)的使用和三廢的排放等問(wèn)題，根據(jù)化學(xué)教學(xué)需要，發(fā)現(xiàn)、設(shè)計(jì)或選擇沒(méi)有污染和安全的實(shí)驗(yàn)取代那些污染嚴(yán)重或危險(xiǎn)性大的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于一個(gè)最佳的綠色實(shí)驗(yàn)方案，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分體現(xiàn)“微（微型化）”、“密（密封性）”、“組（組合實(shí)驗(yàn)）”、“代（新型替代品）”、“改（改進(jìn)實(shí)驗(yàn)）”等思想。以下四例實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了綠色化。
　?。?）濃度對(duì)2NO2?葑N2O4平衡影響實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) ，可得一個(gè)與原平衡體系完全相同的參照標(biāo)準(zhǔn)。溫度稍有變化即可辨別其顏色差別。裝置如圖1所示，三個(gè)連通著的容器里，盛有NO2和N2O4達(dá)到平衡的混合氣體，然后夾緊橡皮管A、B處，把一個(gè)燒瓶放入熱水里，把另一個(gè)燒瓶放入冰水（或冷水）里，觀察混合氣體的顏色變化，并與常溫時(shí)盛有相同混合氣體的錐形瓶中的顏色進(jìn)行對(duì)比。
　?。?）二氧化硫與硫化氫反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。將二氧化硫收集于燒瓶后，按圖2裝置。緩緩?fù)ㄈ肓蚧瘹?，即從燒瓶底部開(kāi)始，沿著內(nèi)壁由上到下析出淡黃色物質(zhì)和水珠涌下。隨著析出硫的量增多，瓶壁顏色愈來(lái)愈艷麗，宛如一朵正在盛開(kāi)的黃菊花。對(duì)于二氧硫與硫化氫混合的方法，一般做法有：①各收集在兩集氣瓶中，對(duì)口混合；②各收集在兩注射器中并聯(lián)通，在一端注入其中的一種；③把兩種氣體同時(shí)通入某一容器中，這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象雖也明顯，但遠(yuǎn)不如上面的方法引人入勝。
　　（3）硫化氫受熱分解實(shí)驗(yàn)的一點(diǎn)思考。硫化氫受熱分解實(shí)驗(yàn)，有許多教學(xué)參考書(shū)都采用在通過(guò)硫化氫的長(zhǎng)玻璃管上加熱的方法，甚至在玻管一端纏上濕棉花（冷凝），分解產(chǎn)物硫可在一端析出（如圖3-1），但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往不明顯。原因可能為：①通過(guò)受熱的玻璃管，硫化氫分解量少；②玻璃管內(nèi)壁過(guò)于光滑或硫化氫流速太大，分解產(chǎn)物難以附著即被帶走。 將玻璃管改為干燥管，并在管內(nèi)兩邊放少許玻璃纖維（如圖3-2）。先通硫化氣一會(huì)兒（要燒掉），夾緊橡皮管，停止通硫化氫。加熱干燥管，即在管內(nèi)壁兩側(cè)析出黃色粉末（硫）。
　?。?）紅磷變白磷及燃燒的實(shí)驗(yàn) ，裝置如圖4所示。①用細(xì)鐵絲把米粒般大小的紅磷送入玻璃管中（內(nèi)徑4～6毫米，長(zhǎng)15～20厘米）。加熱紅磷，開(kāi)始時(shí)紅磷與玻璃管內(nèi)的空氣發(fā)生燃燒，但空氣不暢火焰即滅。紅磷升華成蒸氣，在兩側(cè)約2厘米遠(yuǎn)處內(nèi)壁冷凝，各有一薄層白磷（部分帶黃色）析出，待紅磷剩下不多時(shí)停止加熱。
　　②過(guò)半分鐘玻璃管內(nèi)白磷發(fā)光燃燒，燒瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生大量白煙（而紅磷未燃）。燃燒產(chǎn)物溶于水生成了酸。
　　通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，可從源頭上消除化學(xué)污染物的產(chǎn)生，真正體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的理念，而且能加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
　　2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體現(xiàn)綠色化
　　在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮了綠色化，更重要的是要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體現(xiàn)綠色化。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的綠色化可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
　?。?）推廣使用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，節(jié)約藥品，減少污染。
　　微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點(diǎn)。雖然化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)基本上規(guī)定的試劑用量都已經(jīng)是克量級(jí)，但考慮到一個(gè)班級(jí)、一個(gè)學(xué)校有這么多的學(xué)生要做實(shí)驗(yàn)，如果每個(gè)學(xué)生在能夠保證實(shí)驗(yàn)效果的基礎(chǔ)上減少用量，不僅可以減少藥品的浪費(fèi)，而且可以減少對(duì)環(huán)境的污染。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格督促學(xué)生按量取用試劑，糾正學(xué)生取用藥品“多多益善”的錯(cuò)誤思想。鋁箔在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)所用的鋁箔可取自學(xué)生熟悉的口香糖（如綠箭等）的鋁箔包裝紙，將其背面的紙燒去。這種鋁箔既薄又純，很容易燃燒。實(shí)驗(yàn)中用火柴引燃鋁箔較困難，可改用鎂帶來(lái)引燃。木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中的木炭可用激光復(fù)印機(jī)、打印機(jī)硒鼓中剩余的碳粉代替，碳粉顆粒很細(xì)，能與氧化銅粉充分接觸，實(shí)驗(yàn)成功率較高，同時(shí)也是變廢為寶的體現(xiàn)。燒不壞的手帕是個(gè)比較經(jīng)典的趣味實(shí)驗(yàn)，其實(shí)燒不壞的不只是棉手帕，用紙手帕（面巾紙）或普通的紙張代替棉手帕，實(shí)驗(yàn)效果也很好。
　　（2）推行綠色化學(xué)，盡量用無(wú)毒、低毒試劑替代高毒試劑。
　　在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，用無(wú)毒害、無(wú)污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強(qiáng)的試劑，盡量用無(wú)毒、低毒試劑替代高毒試劑。在一些特定實(shí)驗(yàn)要用到高毒性藥品時(shí)，一定要用封閉的收集桶收集廢液。在滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，適當(dāng)降低采樣量；不要購(gòu)買暫時(shí)用不上的試劑；盡量利用可回收的試劑；應(yīng)使用可降解的無(wú)磷洗滌劑；使用酒精溫度計(jì)，從而避免水銀溫度計(jì)可能帶來(lái)的汞污染。在萃取操作的演示實(shí)驗(yàn)中，考慮到溴單質(zhì)的劇毒性，我將CCl4萃取溴水的實(shí)驗(yàn)改為CCl4萃取碘水。這樣既可以防止因溴蒸氣的揮發(fā)而造成對(duì)學(xué)生的危害，又可以減少環(huán)境污染。
　　（3）妥善處理好化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的廢棄物。
　　化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等都會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成不同程度的污染。如果我們對(duì)這些廢棄物進(jìn)行合理利用，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，而且可以變廢為寶。
　　實(shí)驗(yàn)室的廢棄化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有毒有害廢液、廢物，嚴(yán)禁向下水口傾倒或隨垃圾丟棄，不可將廢棄的化學(xué)試劑放在樓道、陽(yáng)臺(tái)、庭院等公共場(chǎng)合。固體，一般應(yīng)保存在（原）舊試劑瓶中，并注明是廢棄試劑，暫存在試劑柜中。液體，用塑料桶（分三類并印有標(biāo)志）以分別收集含鹵素有機(jī)物、一般有機(jī)物、無(wú)機(jī)物廢液。廢液收集桶應(yīng)隨時(shí)蓋緊，并放于實(shí)驗(yàn)室較陰涼的位置。進(jìn)入廢液收集桶的主要有毒有害成分須在《化學(xué)廢棄物記錄單》上登記，要寫(xiě)有毒有害成分的全稱或化學(xué)式，不可寫(xiě)簡(jiǎn)稱或縮寫(xiě)。桶滿后，將記錄單粘貼在相應(yīng)的桶上。有害廢液不包括含劇毒試劑的廢液，劇毒廢液不可直接放入上述三類收集桶中。