化学实验创新中的绿色化学理念

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1、化学实验创新中的绿色化学理念摘要化学实验室的环境污染问题是不可忽视的。要减少化学实验产生的污染，必须精选实验内容，改进实验方式，妥善处理废弃物，建设绿色化学实验室。关键词绿色化学、微型实验、实验创新绿色化学(GreenChemistry)主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，过程和终端均为零排放或零污染，具有“原子经济性”，它既能充分利用资源，又能实现预防污染。绿色化学为化学教育教学提出了新的要求。绿色化学实验的目标和任务不是被动地治理污染，而是主动地减少和消除实验室的化学污染。因此增强环保意识，精选实验内容，改进实验方式，妥善处理废弃物等，是建设绿色化学实验室的

2、有效途径。化学实验室是师生学习和科研的重要场所，由此产生的环境污染和对师生健康的直接影响是不可忽视的，因此建设绿色化学实验室，采取切实可行的有效措施防止和消除实验室造成的环境污染，是值得广大的化学工作者关注和思考的。那么，如何在中学的化学教育教学中体现绿色化学的思想，在潜移默化中对学生进行绿色化学观念的教育呢？一、实验改进1.药品改进只要有可能，实验过程中使用对人类健康和环境无毒或毒性很小的物质。例如：用三氯化铁溶液代替稀硝酸清洗银镜反应的试管；用“直溜汽油”代替“苯”进行有关的萃取实验。有一些反应产物可以循环使用，如Cu2(OH)2CO3加热分解的产物CuO收集起来可作“酸的通

3、性”实验的原料之一，而“酸的通性”实验的产物CuSO4又是“质量守恒定律”实验的原料，“质量守恒定律”的实验产物Cu(OH)2悬浊液中通入CO2又可产生Cu2(OH)2CO3，这样循环不仅使化学试剂得到充分利用，节约了成本，而且对环境保护做出了贡献。但也有一些反应产物不值得回收，也不可直接倒入水池或排入下水道，至少需要对实验产物作无害化处理。如废酸可用石灰乳或碳酸钠等中和反应后埋入地下，含汞废液可用硫化钠生成硫化汞沉淀等等。2.仪器改进①用密封的成品化仪器代替有毒实验，避免了有害物质的产生。这种仪器和药品可以循环使用，不存在污染毒害。如：碘的升华实验，可用碘锤来完成（碘锤的两头向

4、内凹陷，内封有碘晶体，如图1）。另外，温度对化学平衡的影响实验，可采用密封有二氧化氮的圆底烧瓶（如图2）。7图1图2再如，钠在氯气中的燃烧，取一支大试管，塞入带干燥管的胶塞，用铁夹把试管固定在铁架台上。在干燥管里垫一层石棉绒或玻璃丝，往试管内加入少量高锰酸钾晶体，再注入少量浓盐酸，立即塞紧带干燥管的胶塞，用一小块硬纸片盖住干燥管口。高锰酸钾跟盐酸反应产生氯气，当干燥管内投入有滤纸吸干煤油的绿豆大的金属钠。金属钠在氯气里激烈燃烧，在干燥管里产生大量白烟，这就是氯化钠固体。如果再向干燥管投入金属钠，金属钠仍在氯气里燃烧。本实验不需事先用广口瓶收集氯气，省去了把金属钠放入燃烧匙后，再用

5、酒精灯给金属钠加热这一操作，操作简单，成功率高。图3改进的蔗糖与浓硫酸反应装置又如浓硫酸的脱水性实验：烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。此实验的缺点是：反应放出大量有刺激气味的有毒气体如SO2等，对空气污染严重，学生咳嗽不止，甚至干扰了课堂正常秩序。改进方案：将200ml烧杯置于有少量水的玻璃水槽内的一块大理石小垫块上（大理石小垫块稍微高于水面），再在200ml小烧杯上倒扣一个大烧杯（如图3）。②改进某些排放有毒物质的实验。例1：SO2的漂白性实验。实验用品：广口瓶（1000mL）一只；分液漏斗（5

6、0mL）一个；具支试管20×200mm、20×150mm各一只；气球1只；直角玻璃管两根；胶塞3个（2个3号，1个6号）；硬质胶管2节；酒精灯；亚硫酸钠晶体；浓硫酸；品红溶液；氢氧化钠溶液。实验装置如图4：7实验方法和现象：按图将仪器、药品装好后，旋转分液漏斗活塞，使浓硫酸慢慢滴到具支试管底部亚硫酸钠晶体上，可观察到反应立即进行，产生无色二氧化硫气体，品红溶液随之褪色。关闭分液漏斗活塞，用酒精灯加热盛有品红溶液的试管，片刻又可观察到品红溶液恢复至原来的颜色。例2：Cu和稀硝酸的反应。实验准备：取一支球形干燥管，在它的细管部分套一段胶管（内嵌一颗玻璃珠）粗管口配上带有导管的单孔塞。

7、在干燥管里放入一只用细铜丝绕成的铜丝球（或铜片）。取一块直径稍大于粗管内径的有孔塑料片把它塞入管中，使它嵌在内壁上，位置可以根据需要调节。最后塞上单孔塞，保证它的气密性良好。如图5：实验操作：在球形干燥管里注入1：2的稀硝酸，直到接近管口处。塞上单孔塞，使空气全部从导管排出。倒转干燥管，使导管口对准下方的容器（小烧杯或试管）。随着Cu跟稀硝酸的反应，生成的NO气体把酸液从导管排出。当酸液液面低于塑料片时，反应自动停止。贮存在球形部分的无色气体是NO，粗管内的酸液因含有硝酸铜而呈蓝