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摘要 绿色化学(Green Chemistry)概念从一提出来，就明确了它的目标，是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大程度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径。化学是一门实验性科学，研究化学是以实验为基础的。在实验教学中贯彻绿色化学观点，实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接，在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此，为了适应绿色化学新要求，中学化学实验必须进行改革。
关键词 绿色化学 微型实验 设计 改进 装置
绿色化学(Green Chemistry)概念从一提出来，就明确了它的目标，是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大程度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径。传统的实验除了实验本身使用污染环境的试剂之外，还有实验本身在设计上就存在问题的情形。如何消除或减轻化学实验对环境的污染，是传统化学实验面临的最大挑战。很显然，作为化学教师，符合时代需要，创设绿色化学理论，开展中学绿色化学实验势在必行。如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求，在实际教学中，结合当前素质教育，把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全之中，是一个新的研究课题。
化学是一门实验性科学，研究化学是以实验为基础的。在实验教学中贯彻绿色化学观点，实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接，在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此，为了适应绿色化学新要求，中学化学实验必须进行改革。笔者认为：(1)要大力推行微型实验，即要对常见实验仪器进行微缩，对常用试剂要给出限量，实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器，还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时，可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。(2)要努力改革实验方式，即要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行，如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等，有些定性实验可放在滤纸上完成，如电解饱和食盐水，检验醛基存在等。(3)要设法删改有关实验，现行化学课本中有些实验仍有危险性，需要进行删改：考虑到硝基苯及苯的毒性，硝基苯、溴苯制备实验可以删去；考虑到NO、NO2、SO2的毒性，在NO与NO2制备、Cu与浓硫酸反应、C与浓硫酸和浓硝酸反应等实验中可以连接尾气装置；考虑到安全性，对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。
下面笔者就上述几个问题结合中学化学实验谈一些看法和认识，和同行们交流。
1.使用微型实验仪器、优化实验设计
近年来，微型、无害化学实验已日益发展、广泛推广，它是对化学实验教学的一项重大改革。采用微型、无害化实验，一方面有利于提高学生实验技能，激发求知欲，培养学习兴趣，开发学生智力和提高教学质量；另一方面也为实施素质教育，培养学生创新意识奠定基础。著名化学家戴安帮教授说：“大力推行微型化学实验，使全国中学的化学教学皆有学生单一实验作业，以加强化学教学的素质作用”。我们希望微型、无害化学实验的研究和推广能开拓中学化学教师的视野，同时为中学化学教学注入一种新的活力，更有效地提高化学教学质量。
2.改进有毒气体的制取装置
化学实验总伴随着气体、液体或固体物质的生成,这些产物中许多是有毒或有害物质,会造成环境污染。在不影响实验结果、观察效果的前提下，改进实验内容及仪器装置,或变化实验程序,从而尽量减少实验试剂和实验产物对环境的污染，这是中学化学实验改革的趋势之一，有人称之为化学实验的绿色化设计。
如实验室制氯气，最后的尾气通入氢氧化钠溶液，防止氯气排入空气造成污染。为防止在收集多瓶氯气时逸出过多的氯气，可对实验进行如下改进，具体做法是：（1）按图2组装好仪器，烧杯中装好NaOH溶液。（2）检查装置的气密性。（3）装药品。（4）制取并收集Cl2。（5）先关闭止水夹K2，打开止水夹K1，用a1收集好一瓶Cl2，更换集气瓶再收集Cl2，关闭止水夹K1，打开止水夹K2，再用b1收集C12。可见在此收集过程中Cl2几乎被全部收集，有效地减少了向空气中逸散，从而减少了对人体的危害和对环境的污染。
3.改进有毒气体的反应装置
硝酸氧化性的改进实验
实验操作：按图２所示连接好仪器：在广口瓶和烧杯中分别加入适量的NaOH溶液；在Y形管一侧加入约５ml蒸馏水，另一侧加入铜片及浓硝酸，且铜片未浸入硝酸中。有红棕色的NO2产生。
Cu与浓HNO3的反应：稍倾斜已加入蒸馏水和铜片的Y形管，使盛铜片的一侧向下，铜片慢慢注入约１ml浓HNO3，然后将Y形管竖直，立即塞上单孔橡皮塞。此时可看到铜片与浓HNO3立即发生剧烈的化学反应，液面上充满了红棕色的NO2气体，由于生成了浓度较大的Cu(NO3)2溶液，反应液呈绿色，过量的NO2气体被NaOH溶液吸收。
Cu与稀HNO3的反应：第二次倾斜Y形管（不需去掉单孔橡皮塞），使蒸留水注入铜和浓硝酸的反应体系，浓HNO3被稀释，此时稀硝酸与铜反应，产生的无色NO气体将NO2迅速排出，体系内部气体颜色明显变浅（液面上方为无色气体，接近管口处呈浅红棕色），同时反应液变为蓝色，过量的NO气体也通入NaOH溶液被吸收。
终止反应：再次倾斜Y形管，使稀HNO3移入未反应的一侧，稀硝酸与铜片分离，反应终止。
原教材中硝酸的氧化性的实验分别在两种不同的装置中进行。这样的实验装置除了操作复杂之外，还有NO、NO2排出，对大气的污染极为严重。污染主要表现在如下：人为产生的氧化氮输入环境，在阳光作用下，促进NOx的光解。参与烃类的氧化反应，生成大气污染物（如甲醛、乙醛、过氧乙酰硝酸酯等），这形成了光化学烟雾。污染的大气对人体和生物的危害很大。所以说两者是形成光化学烟雾的主要成分。据统计大气中的NOx排放源分为自然来源和人为；来源二类，对于大城市而言NOx人为来源占主导地位。过量硝酸盐，亚硝酸盐没有被植物吸收分解随着雨水流入江河湖泊等水源中，造成水源的污染。氮氧化物对环境、人类及其他生物均有害。对人类的危害是当它进入呼吸道深部的细支气管及肺泡时对肺组织产生了强烈的刺激及腐蚀作用，引起支气管炎、肺炎、肺气肿等疾病。改进后的实验装置操作简单，现象明显，可比性增强，而且需准备的反应药品数目减少（不需稀HNO3），反应中放出的NO，NO2等有毒气体用碱液吸收，不仅大大降低了污染程度，而且可以随时终止反应，年这既符合节约原则，也是绿色化学试验的改进方向。
4.绿色化学的开展也要体现实验手段的现代化
实验手段直接影响实验效果，未来的中学化学教育，现代化教学手段逐渐地、广泛地用于教学，可以说21世纪的课堂是多媒体、污染严重的实验可用电脑模拟反应过程或用电脑制作画采取“放大”、“放慢”、“重放”、“定格”等方法，帮助学生观察，既节约药品，有减少污染；对一些价格昂贵的实验或由于实验条件限制难以实现的实验可通过录像进行；对一些反应进行很快或很难观察的实验可采用实物投影来演示。当然，由于各个级别的学校条件各异，不能完全达到一个水平，所以，在某些实验内容后用文字注明“可以利用的多媒体手段”，供教师根据实际情况选择，这是引导教师们更新实验手段的有效途径，也是化学教学发展的一种必然趋势，绿色化学的发展不仅仅局限与实验的改进，绿色是世界的主题，化学教学的发展应该在各个环节去探究绿色理念。
综上所述，当前的教育改革要求中学化学实验教学的功能不仅要帮助学生形成化学概念、理解和巩固化学知识，培养学生各种能力，更应有利于启发学生联系科技、生活、社会实际进行创新的意识，有利于培养学生进行科学研究的方法，陶冶学生情操，有利于培养学生良好的心理素质和道德品质，为此， 中学化学实验的改进要力求利用最少的实验药品，获得最佳的实验效果，最大限度的减少废弃物，提高学生的环境意识，只有这样，才能使中学化学实验教学与绿色化学理念相吻合，这也是我们从事化学实验工作的公民对于地球－母亲应尽的义务。
参考文献：
［1］张多霞，钱扬义.化学教学论.广东高等教育出版社.
［2］龚书椿,陈应新,韩玉莲,张静贞.环境化学.东北师范大学出版社.
［3］钱扬义.高中化学课程标准中的探究实验与设计实验.东北师范大学出版社.
(作者单位：湖北孝感云梦曲阳高级高中)
关键词 绿色化学 微型实验 设计 改进 装置
绿色化学(Green Chemistry)概念从一提出来，就明确了它的目标，是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大程度地节约能源，在各环节都实现净化和无污染的反应途径。传统的实验除了实验本身使用污染环境的试剂之外，还有实验本身在设计上就存在问题的情形。如何消除或减轻化学实验对环境的污染，是传统化学实验面临的最大挑战。很显然，作为化学教师，符合时代需要，创设绿色化学理论，开展中学绿色化学实验势在必行。如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求，在实际教学中，结合当前素质教育，把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全之中，是一个新的研究课题。
化学是一门实验性科学，研究化学是以实验为基础的。在实验教学中贯彻绿色化学观点，实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接，在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此，为了适应绿色化学新要求，中学化学实验必须进行改革。笔者认为：(1)要大力推行微型实验，即要对常见实验仪器进行微缩，对常用试剂要给出限量，实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器，还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时，可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。(2)要努力改革实验方式，即要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行，如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等，有些定性实验可放在滤纸上完成，如电解饱和食盐水，检验醛基存在等。(3)要设法删改有关实验，现行化学课本中有些实验仍有危险性，需要进行删改：考虑到硝基苯及苯的毒性，硝基苯、溴苯制备实验可以删去；考虑到NO、NO2、SO2的毒性，在NO与NO2制备、Cu与浓硫酸反应、C与浓硫酸和浓硝酸反应等实验中可以连接尾气装置；考虑到安全性，对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。
下面笔者就上述几个问题结合中学化学实验谈一些看法和认识，和同行们交流。
1.使用微型实验仪器、优化实验设计
近年来，微型、无害化学实验已日益发展、广泛推广，它是对化学实验教学的一项重大改革。采用微型、无害化实验，一方面有利于提高学生实验技能，激发求知欲，培养学习兴趣，开发学生智力和提高教学质量；另一方面也为实施素质教育，培养学生创新意识奠定基础。著名化学家戴安帮教授说：“大力推行微型化学实验，使全国中学的化学教学皆有学生单一实验作业，以加强化学教学的素质作用”。我们希望微型、无害化学实验的研究和推广能开拓中学化学教师的视野，同时为中学化学教学注入一种新的活力，更有效地提高化学教学质量。
2.改进有毒气体的制取装置
化学实验总伴随着气体、液体或固体物质的生成,这些产物中许多是有毒或有害物质,会造成环境污染。在不影响实验结果、观察效果的前提下，改进实验内容及仪器装置,或变化实验程序,从而尽量减少实验试剂和实验产物对环境的污染，这是中学化学实验改革的趋势之一，有人称之为化学实验的绿色化设计。
如实验室制氯气，最后的尾气通入氢氧化钠溶液，防止氯气排入空气造成污染。为防止在收集多瓶氯气时逸出过多的氯气，可对实验进行如下改进，具体做法是：（1）按图2组装好仪器，烧杯中装好NaOH溶液。（2）检查装置的气密性。（3）装药品。（4）制取并收集Cl2。（5）先关闭止水夹K2，打开止水夹K1，用a1收集好一瓶Cl2，更换集气瓶再收集Cl2，关闭止水夹K1，打开止水夹K2，再用b1收集C12。可见在此收集过程中Cl2几乎被全部收集，有效地减少了向空气中逸散，从而减少了对人体的危害和对环境的污染。
3.改进有毒气体的反应装置
硝酸氧化性的改进实验
实验操作：按图２所示连接好仪器：在广口瓶和烧杯中分别加入适量的NaOH溶液；在Y形管一侧加入约５ml蒸馏水，另一侧加入铜片及浓硝酸，且铜片未浸入硝酸中。有红棕色的NO2产生。
Cu与浓HNO3的反应：稍倾斜已加入蒸馏水和铜片的Y形管，使盛铜片的一侧向下，铜片慢慢注入约１ml浓HNO3，然后将Y形管竖直，立即塞上单孔橡皮塞。此时可看到铜片与浓HNO3立即发生剧烈的化学反应，液面上充满了红棕色的NO2气体，由于生成了浓度较大的Cu(NO3)2溶液，反应液呈绿色，过量的NO2气体被NaOH溶液吸收。
Cu与稀HNO3的反应：第二次倾斜Y形管（不需去掉单孔橡皮塞），使蒸留水注入铜和浓硝酸的反应体系，浓HNO3被稀释，此时稀硝酸与铜反应，产生的无色NO气体将NO2迅速排出，体系内部气体颜色明显变浅（液面上方为无色气体，接近管口处呈浅红棕色），同时反应液变为蓝色，过量的NO气体也通入NaOH溶液被吸收。
终止反应：再次倾斜Y形管，使稀HNO3移入未反应的一侧，稀硝酸与铜片分离，反应终止。
原教材中硝酸的氧化性的实验分别在两种不同的装置中进行。这样的实验装置除了操作复杂之外，还有NO、NO2排出，对大气的污染极为严重。污染主要表现在如下：人为产生的氧化氮输入环境，在阳光作用下，促进NOx的光解。参与烃类的氧化反应，生成大气污染物（如甲醛、乙醛、过氧乙酰硝酸酯等），这形成了光化学烟雾。污染的大气对人体和生物的危害很大。所以说两者是形成光化学烟雾的主要成分。据统计大气中的NOx排放源分为自然来源和人为；来源二类，对于大城市而言NOx人为来源占主导地位。过量硝酸盐，亚硝酸盐没有被植物吸收分解随着雨水流入江河湖泊等水源中，造成水源的污染。氮氧化物对环境、人类及其他生物均有害。对人类的危害是当它进入呼吸道深部的细支气管及肺泡时对肺组织产生了强烈的刺激及腐蚀作用，引起支气管炎、肺炎、肺气肿等疾病。改进后的实验装置操作简单，现象明显，可比性增强，而且需准备的反应药品数目减少（不需稀HNO3），反应中放出的NO，NO2等有毒气体用碱液吸收，不仅大大降低了污染程度，而且可以随时终止反应，年这既符合节约原则，也是绿色化学试验的改进方向。
4.绿色化学的开展也要体现实验手段的现代化
实验手段直接影响实验效果，未来的中学化学教育，现代化教学手段逐渐地、广泛地用于教学，可以说21世纪的课堂是多媒体、污染严重的实验可用电脑模拟反应过程或用电脑制作画采取“放大”、“放慢”、“重放”、“定格”等方法，帮助学生观察，既节约药品，有减少污染；对一些价格昂贵的实验或由于实验条件限制难以实现的实验可通过录像进行；对一些反应进行很快或很难观察的实验可采用实物投影来演示。当然，由于各个级别的学校条件各异，不能完全达到一个水平，所以，在某些实验内容后用文字注明“可以利用的多媒体手段”，供教师根据实际情况选择，这是引导教师们更新实验手段的有效途径，也是化学教学发展的一种必然趋势，绿色化学的发展不仅仅局限与实验的改进，绿色是世界的主题，化学教学的发展应该在各个环节去探究绿色理念。
综上所述，当前的教育改革要求中学化学实验教学的功能不仅要帮助学生形成化学概念、理解和巩固化学知识，培养学生各种能力，更应有利于启发学生联系科技、生活、社会实际进行创新的意识，有利于培养学生进行科学研究的方法，陶冶学生情操，有利于培养学生良好的心理素质和道德品质，为此， 中学化学实验的改进要力求利用最少的实验药品，获得最佳的实验效果，最大限度的减少废弃物，提高学生的环境意识，只有这样，才能使中学化学实验教学与绿色化学理念相吻合，这也是我们从事化学实验工作的公民对于地球－母亲应尽的义务。
参考文献：
［1］张多霞，钱扬义.化学教学论.广东高等教育出版社.
［2］龚书椿,陈应新,韩玉莲,张静贞.环境化学.东北师范大学出版社.
［3］钱扬义.高中化学课程标准中的探究实验与设计实验.东北师范大学出版社.
(作者单位：湖北孝感云梦曲阳高级高中)