几个常见化学实验的绿色化改进

几个常见化学实验的绿色化改进——绿色化学在中学化学实验中的应用陕西省丹凤中学（726200）李玉霞摘要：绿色化学是当今国际化科学研究的前沿课题，中学化学实验存在试剂用量大，有毒有害物质的使用和排放大，对师生健康和环境造成危害；加之广大师生多数远处于一种传统观念，环保意识不强的状态。所以围绕“绿色化学”对中学几个实验进行改进，努力向绿色化学方面迈进，增强学生树立绿色化学理念，为社会培养出未来合格、创新的人才。

关键词：绿色化学、实验改进、应用、微型化、一体化

绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿课题，其目的是将现有化工生产技术路线从“先污染、后治理”改为“从源头上根除污染”。绿色化学是针对传统的化学及化学工业对环境造成的化学污染而被人们逐步重视起来。

所谓绿色化学是指利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中消除或减少有毒、有害物质的使用和产生，设计研究没有或尽可能少的环境副作用，在技术和经济上可行的产品和化学过程，是在始端实行污染预防的科学手段。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。从科学观点看，绿色化学是化学科学基础的更新；从环境观点看，它是从源头上消除污染；从经济观点看，它合理利用资源和能源，降低生产成本，它是从源头上

阻止污染的化学，符合经济可持续发展的要求。

随着社会经济的迅速发展，环境问题和资源短缺日趋成为困扰人类可持续发展的重要问题。在生活中和实验里，我们经常会看到许多人缺乏绿色化学意识，带来了许多全民难堪的社会问题，受到一些国家和地区的反对、抗议和批评等。下面就其现象或行为，围绕绿色化学结合中学实验进行探索与实践改进。

一、不注意节约能源，乱丢废弃物，乱排（倒）废液、废气、废渣。如实验用剩的强酸、强碱、重金属盐等直接倒入下水道等，这些不负责任的做法无不令人担忧。针对这些现象我们除了对废液、废气、废渣进行综合处理外，那就是要从根源上杜绝或减少排放，这必须要求我们对一些常见的重要实验进行改进。

［案例一］人教版全日制普通高级中学教科书（必修）化学第一册第15面［实验1-2］为“CuSO4溶液与Nacl溶液、Bacl2溶液、AgNO3溶液”等电解质溶液间反应的实验。该实验操作不仅造成了试剂的严重浪费，而且废液中含有重金属盐对环境也造成了污染，对此我们可以进行微型化改进：在点滴板（或带有坑井的药剂塑料板）

的坑井中分别滴加2滴NaCl溶液、

BaCl2溶液、AgNO3(H＋)溶液等电解质

溶液，然后再向各坑井中分别滴入

2滴CuSO4溶液（如图1），即可观察

到明显实验现象。这一改进不仅药品用量小，操作简单，而且现象明显，污染小，符合绿色化学理念。

［案例二］人教版全日制普通高级中学教科书（必修）化学第一册第167面，一定物质的量浓度溶液的配制，只是让学生通过实验掌握方法技巧。我们可以缩小用量，将配制100ml 2mol/L NaCl溶液，改为配制50ml mol/L NaCl溶液，并将溶液回收保存留作Cl-检验实验用，这样同样可以达到实验目的，但节约了药品用量。其实，现行高中教材中有很多实验都以微型化、绿色化。

二、现行中学化学课本中有些实验仍存在与绿色化学不一致的地方，如许多化学实验设计不够合理，像上面提到的一定物质的量浓度溶液的配制；还有一些方案设计流程长、浪费原料、污染环境等甚至有危险性，需要改进。比如有毒有害气体Cl2、SO2、H2S、NO、NO2等的制取和性质实验，现根据实际存在的问题进行改进。

［案例三］人教版全日制普通高级中学教科书（必修）第一册的Cl2制取及其性质实验，其实验装臵比较庞大，实验

步骤繁琐，不便于操作，现对其改

进：如图2所示，在仪器的凹坑里

放进少量固体Km n O4，在塑料板的凹

坑内依次放入滴有品红溶液的滤纸

条、干燥有色布条、滴有NaBr、NaI

等溶液的滤纸条。胶头滴管内吸进

浓盐酸，擦干滴管外壁所粘的液体，插入带有胶皮管的支管，为防止反应时飞测出来的小液滴污染试剂，可以把一团棉花放在靠近凹坑的地方。然后轻轻挤压胶头滴管，待反应一段时间后取出塑料板观察现象。这一改进实验不仅克服原实验的不足之处，而且使制取和性质实验微型化和一体化，便于控制，且有尾气吸收装臵，避免对环境的污染，符合绿色化学理念，另外改进的实验实用性强，只需更换试剂或稍做变化就可以完成高中阶段十多种气体的制备和性质实验，如SO2、H2S、NH3、NO、NO2、O2、H2等等。

［案例四］Cl2与金属Na反应实验的改进，如图3所示，

轻轻挤压胶头滴管，待及

应器内空气排尽时，点燃

酒精灯直至钠熔成小球，

撤去酒精灯，这时可以观

察到硬质玻璃管内，钠剧

烈燃烧，产生黄色火焰，

并生成白烟，此套Cl2与Na 反应的改进实验，不仅现象明显，易操作，而且药品用量少，更重要的是比课本设计增加了尾气吸收装臵，避免对环境污染，这正是绿色化学所倡导的，此套装臵稍做变化可以完成高中阶段很多气体与固体的反应，如H2与CuO，CO与CuO，CO2与 Na2O2等。

三、目前，高中规模扩大，人数增多，实验分组也越来

越多，实验产生的废物也在增加，造成的污染也日益严重。因此我们应当对学生分组实验进行大量改进，使其既具有实用性、科学性，又符合绿色化学实验，现对SO2性质与制取学生分组实验加以改进。

［案例五］SO2的生成及性质的微型改进。

SO2 的生成及性质实验除了可以用案例四改进实验外，对一些条年差、设备跟不上的学校还可以用更简便易得的玻璃片和培养皿（或烧杯）来完成。如图4，在一张白纸上放一

块玻璃片（无色），

在其上某一位臵放

少量亚硫酸钠晶

体，周围分别放臵

一小段湿润PH试

纸，一滴紫色石蕊

试液，一滴KmnO4溶液，一滴品红溶液，一滴加酚酞的NaOH溶液等。开始实验时，将大约60%的硫酸溶液滴到亚硫酸钠晶体上，马上盖一较大培养皿或烧杯（Na2SO3晶体用量应稍大一些），1分钟后，可以观察到玻璃片上各种液滴的颜色变化情况，该实验装臵应用于学生分组实验，大大节约了药品用量，从经济角度看符合经济的可持续发展要求，从环境观点看，它从源头上减少了污染，正符合绿色化学内涵。

四、人们存在绿色意识观念不强等诸多问题。