文档介绍：新教材高中化学课堂教学中学化学实验绿色化研究
360782002001220155 温珍昌
目前,我国中学化学教育中,几乎没有涉及到绿色化学的基本概念和思想,因此,在化学教育的课程改革和教学改革中,应该把绿色化学作为一项重要的内容。中学化学教育虽然还不能够系统地讲解绿色化学理论, 全面介绍绿色化学技术, 但在化学教育中加强绿色化学思想的宣传, 形成初步的绿色意识, 逐步形成中学化学实验绿色化势在必行。
化学实验绿色化需要达到以下标准:(1)化学实验反应中原子利用率达100 %。(2)化学实验体系放给环境的物质种类是环境体系正常组分中所固有的。(3) 实验体系不向环境放出物质等。即在获取新物质的化学反应过程中,实现“原子经济性”和“零排放”,做到充分利用资源,又不产生污染。
1           提倡微型化实验降低污染度
微量化学实验是着眼于环境安全和污染预防的需要, 用尽可能少的药品, 在微型化的仪器装置中进行的化学实验。半微量实验方法采用常规的小量实验仪器和设备, 对普通化学实验的基本操作、基本原理、化合物的制备、综合实验采用小量化,元素及其化合物的性质实验采用半微量化。在中学化学教育中很重要的一类实验即性质实验, 常用于验证各类常见物质的主要性质和鉴定方法, 丰富学生的感性认识, 巩固和加深基本知识和基本理论的理解, 增强对化学学习的兴趣。我们在保证实验现象明显的前提下, 尽可能的使常量实验微量化,这既可以节省实验药品, (尤其是有毒药品) 和经费开支,又可以减少对环境的污染,强化学生的动手和观察能力。
2           开发原子经济反应实现零污染
原子经济性可用原子利用率来衡量:原子利用率= (预期产物的分子量/全部生成物的分子量总和)×100% ,当原子利用率达到100%时,原料分子中的每个原子,通过反应全部整合到目标分子中
,从而就实现了零排放。[1]比如:以铝屑等基本原料来制备Al (OH) 3的最佳途径:[2]
若以生成1mol Al (OH) 3来计算反应过程中消耗H+及OH- 的量,如表1所示。在这3个方案中,丙是体现原子经济性的最佳方案。
表1 不同途径制备Al(OH)3时的原料消耗表
 
3 创新实验方法
当前教材中许多实验会产生有毒有害气体,需要对实验装置进行灵活改装。如铜与稀硝酸的实验可这样改进: 在一个洁净的针管中加入少许铜片,排除空气; 另在一小烧杯中注入稀硝酸并微热; 用注射器吸取少量稀硝酸, 迅速用小胶帽(眼药水瓶盖) 盖住注射器吸口。当观察到蓝色溶液、无色气体时(活塞会随着气体的产生缓慢外移) , 打开瓶帽, 拉动活塞, 吸入空气, 会看到气体由无色变成红棕色, 此时迅速将气体注入足量氢氧化钠溶液中。实验简单可行, 效果明显、无污染, 效果良好,而且还可以培养学生的环保意识。又如:图1所示将氯气的排气法和排液法加和在一起的一套