摘要：綠色化學(xué)的基本理念是“5R”要求：減少反應(yīng)物的量，盡量將可以循環(huán)利用的物質(zhì)循環(huán)利用，將中間產(chǎn)物最大利用，不使用有毒有害的物質(zhì)，不產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)。化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)該遵循綠色化學(xué)理念，傳授綠色化學(xué)知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識和能力，促使學(xué)生形成對待化學(xué)的正確態(tài)度。具體地，要在培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣的基礎(chǔ)上，正確處理實驗“三廢”，對實驗進(jìn)行綠色化改進(jìn)，推廣微型化學(xué)實驗，用計算機(jī)模擬化學(xué)實驗。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗綠色化學(xué)實驗改進(jìn)微型實驗

綠色化學(xué)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一個多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，主要依靠科技發(fā)展，創(chuàng)造污染系數(shù)低、資源和能源消耗少的化學(xué)反應(yīng)和過程，設(shè)計對環(huán)境沒有副作用并且在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)產(chǎn)品和工藝，意圖從源頭上阻止污染。它的基本理念是“5R”要求：減少反應(yīng)物的量，盡量將可以循環(huán)利用的物質(zhì)循環(huán)利用，將中間產(chǎn)物最大利用，不使用有毒有害的物質(zhì)，不產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)。

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。實驗既是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要內(nèi)容，也是學(xué)好化學(xué)的重要途徑?；瘜W(xué)實驗教學(xué)應(yīng)該遵循綠色化學(xué)理念，傳授綠色化學(xué)知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識和能力，促使學(xué)生形成對待化學(xué)的正確態(tài)度。

一、培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣

在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師應(yīng)該以身作則引導(dǎo)學(xué)生注意確保藥品的保存和實驗的操作不會對周圍的環(huán)境和人身的安全造成影響，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度和良好的實驗習(xí)慣。

由于實驗藥品的不同特性，保存藥品時必須注意一定的規(guī)范。比如，金屬鈉接觸到水就會反應(yīng)，生成氫氣，要保存在密度比其小的煤油里，隔絕水和空氣；液態(tài)溴和濃硝酸、濃鹽酸都易揮發(fā)，要密閉保存；碳銨以及一些高溫易分解、爆炸的物質(zhì)要避光存放在低溫處；水銀、白磷等一些劇毒品要存放在專門的柜子里并上鎖。

操作實驗時也要遵守相應(yīng)的規(guī)則。實驗使用的藥品（尤其是其本身或者反應(yīng)產(chǎn)物有毒有害時）要適量選取，不可貪多；否則，容易造成藥品的浪費和環(huán)境的污染。實驗使用的易燃、易爆藥品與有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)要分開放置并遠(yuǎn)離火源，避免產(chǎn)生意外的燃燒與爆炸以及不必要的污染。實驗剩余的藥品不可隨意丟棄或隨身帶出實驗室，要放入指定的容器中，由實驗教師進(jìn)行回收處理。

二、正確處理實驗“三廢”

在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師特別要以身作則引導(dǎo)學(xué)生正確處理實驗“三廢”：不隨意丟棄實驗殘留物，不隨意傾倒實驗廢液，不隨意排放實驗尾氣，避免化學(xué)實驗室變成污染源。

初中化學(xué)實驗中，“三廢”還是比較常見的。例如，在燃燒紅磷的實驗中，一開始在空氣中點燃紅磷產(chǎn)生的五氧化二磷對人體有危害，可以將實驗放在通風(fēng)櫥中做，避免對人體的傷害。又如，硫磺在氧氣瓶中燃燒后剩余的氣體混合物不能直接排放到空氣中，應(yīng)加入適量堿溶液，反應(yīng)掉二氧化硫，避免對環(huán)境的污染。再如，教學(xué)“酸堿鹽”的學(xué)生實驗時，實驗室應(yīng)準(zhǔn)備專門放置廢酸液和廢堿液的廢液缸，實驗后將酸性廢液和堿性廢液反應(yīng)，調(diào)到接近中性后再排放。此外，含有重金屬離子的廢液（如硫酸銅廢液）不能直接倒入下水道，應(yīng)該盡量將重金屬提取出來再處理，一方面避免重金屬離子污染水和土壤，另一方面可以回收利用重金屬，節(jié)約資源。而對于可以自然降解的廢棄物，可以集中深埋處理。

三、對實驗進(jìn)行綠色化改進(jìn)

綠色化學(xué)的核心內(nèi)容是“原子經(jīng)濟(jì)性”，理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物。這樣可以最大限度地利用反應(yīng)原料，節(jié)約資源；還可以最大限度地減少副產(chǎn)物或廢物排放，減少環(huán)境污染。因此，在化學(xué)實驗教學(xué)中，可以對實驗進(jìn)行綠色化改造，使反應(yīng)趨于原子經(jīng)濟(jì)性。對此，教師要以身作則，教導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)實驗時遵守綠色化學(xué)理念，循環(huán)和回收使用產(chǎn)物，并選擇污染性小、安全性高的實驗；還要鼓勵學(xué)生多收集課外有關(guān)實驗改進(jìn)的資料，在拓展知識面的同時培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。

例如，在高錳酸鉀制取氧氣的實驗中，反應(yīng)后剩余的固體可以通過溶解、過濾、干燥得到二氧化錳固體，用作雙氧水制取氧氣的催化劑；濾液蒸干后還可以用于鉀鹽的焰色反應(yīng)。

又如，在銅綠加熱的實驗中，待綠色粉末完全變成黑色后，冷卻試管，可以將黑色氧化銅粉末收集用于氧化銅與稀硫酸的反應(yīng)；反應(yīng)后的藍(lán)色溶液還可以用來與鐵絲反應(yīng)，演示濕法煉銅的原理。

再如，在實驗室制取氫氣的實驗中，鋅粒過量，結(jié)束后只需將鋅粒與溶液分開倒入兩個燒杯，其中的鋅粒用水沖洗干凈、干燥后可以循環(huán)使用，硫酸鋅溶液通過蒸發(fā)還可以得到硫酸鋅固體。

四、推廣微型化學(xué)實驗

微型化學(xué)實驗（M.L.）是化學(xué)界在綠色化學(xué)思想指導(dǎo)下用預(yù)防化學(xué)污染的新思想對常規(guī)實驗進(jìn)行改革而發(fā)展起來的化學(xué)實驗的新方法和新技術(shù)。它是指用盡可能小的儀器，用盡可能少的試劑來進(jìn)行實驗（試劑量一般為常規(guī)實驗的千分之一至十分之一），盡可能減少中間生成物的轉(zhuǎn)移過程，減少試劑在器皿上的附著量，從而極大地減少實驗的“三廢”，提高實驗的安全性，還能減少反應(yīng)時間。在化學(xué)實驗教學(xué)中，教師要大力推廣微型化學(xué)實驗，對常用實驗儀器進(jìn)行微縮，對常用試劑給出限量。如果需要把微型化學(xué)實驗做演示實驗，則可以借助實物投影儀將現(xiàn)象放大，以便于學(xué)生觀察。而且，微型化學(xué)實驗使每位學(xué)生都有動手做實驗的機(jī)會，可以幫助學(xué)生通過親身體會養(yǎng)成減少廢棄物的環(huán)保意識。

除了平時經(jīng)常使用的點滴板、拇指試管以外，還可以將燒杯、錐形瓶、滴管等儀器微縮化，甚至可以用生活中常見的小藥瓶、眼藥水瓶、用完的圓珠筆芯等代替。

例如，酸和堿分別與酸堿指示劑的變色反應(yīng)就可以用點滴板來完成；而測不同酸堿溶液的pH時，也可以將pH試紙撕成小塊，放在干燥的點滴板上，然后用玻璃棒蘸取待測溶液，滴在pH試紙上。這樣，現(xiàn)象仍然很明顯，而且節(jié)省了反應(yīng)物的用量。

又如，滬教版初中化學(xué)教材《鐵的冶煉》一節(jié)中有一個一氧化碳高溫條件下還原氧化鐵的實驗，教師通常不做，因為一氧化碳在這個反應(yīng)前后都要通很長時間，毒性太大。我們則將裝氧化鐵的硬質(zhì)玻璃管換成玻璃導(dǎo)管，然后用水弄濕內(nèi)壁，將氧化鐵粉末薄薄地附著在內(nèi)壁上，進(jìn)行實驗。一方面，玻璃導(dǎo)管的內(nèi)部容積比硬質(zhì)玻璃管小，排空裝置內(nèi)空氣所需的一氧化碳量很少。另一方面，導(dǎo)管內(nèi)壁附著的氧化鐵粉末量也少，而且能與一氧化碳充分接觸，所以，只要少量的一氧化碳，紅色粉末就會變黑，現(xiàn)象非常明顯；而且，最后也只要少量的一氧化碳，就能冷卻鐵粉。此外，可以用酒精燈將多余的一氧化碳完全燃燒掉，避免引起人體中毒和環(huán)境污染。

此外，將100 mL注射器、具支試管、止水夾按圖1安裝好，可以測量固體與液體反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積，從而計算固體中主要成分的含量，如石灰石中碳酸鹽含量的測定，粗鐵、粗鋅等主要成分含量的測定等。成功的關(guān)鍵在于根據(jù)注射器的容積來預(yù)算固體取樣的最大限量，可以考慮用多次量取氣體的辦法來增大取樣量，即當(dāng)反應(yīng)中注射器充滿氣體后，計下體積，關(guān)上止水夾，取下注射器，排出氣體，再接上導(dǎo)管，打開止水夾，繼續(xù)量取氣體，重復(fù)操作，直至反應(yīng)完全。

五、用計算機(jī)模擬化學(xué)實驗

在初中化學(xué)教學(xué)中，利用計算機(jī)可以模擬很多微觀化學(xué)實驗，演示一些現(xiàn)象不太明顯的實驗，展現(xiàn)一些對人體和環(huán)境影響比較大的實驗以及一些錯誤的實驗操作帶來的后果。這樣也可以盡量減少污染。例如，硫磺在空氣中燃燒的實驗，可以借助計算機(jī)模擬在空氣中很難觀察到的淡藍(lán)色火焰，還可以避免二氧化硫?qū)θ梭w和環(huán)境的影響。又如，模擬用錯誤的方法稀釋濃硫酸，高錳酸鉀制氧氣時先熄滅酒精燈再將導(dǎo)管從水槽中取出等的后果，不僅可以讓學(xué)生了解錯誤操作帶來的后果，加深印象和記憶，而且可以節(jié)約實驗藥品。

但是要注意，計算機(jī)模擬不能代替化學(xué)實驗，一些能在課堂上進(jìn)行并且有明顯現(xiàn)象的實驗就不應(yīng)用計算機(jī)模擬代替，而應(yīng)讓學(xué)生自己觀察、體會、判斷，從而獲得真實感受。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王祖浩.化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）解讀[M].武漢：湖北教育出版社，2002.

[2] 沈玉龍，魏利濱，曹文華等.綠色化學(xué)[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2004.

[3] 張鐘憲.環(huán)境與綠色化學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.教材教法