绿色化学理念在高中化学实验教育的运用探讨

前言

2022 年，教育部发布了《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》，要求将绿色低碳环保理念融入教育各学段课程，高中化学在开展教育工作过程中需要普及绿色化学理念、碳达峰碳中和知识，培养学生形成可持续发展的观念。因此在当前高中化学教育的过程中，需要加强对绿色化学理念的运用，引导学生加强对绿色化学理念的认识，强化学生的社会责任意识，降低化学实验带来的污染。

1 优化实验设计，有效降低实验污染

在很多传统的高中化学实验中，均或多或少存在一定的化学实验污染现象，不符合绿色化学理念要求。因此在实际开展高中化学实验教育过程中，需要针对这些传统的化学实验做进一步的改进与优化，解决化学实验污染问题，引导学生充分认识绿色化学的存在意义与价值。

例如在传统硫及二氧化硫实验模式下，整个化学实验体系相对开放，在制备二氧化硫的过程中，很容易产生气体泄漏问题，造成化学实验污染。在开展化学实验过程中，还需要大量的化学试剂，容易造成资源浪费，同样不符合绿色化学理念要求。为解决上述问题，可以对硫及二氧化硫实验进行如下设计改进，如图 1 所示，将实验装置进行一体化设计，确保整个实验过程在密闭环境下操作，产出的尾气采用氢氧化钠溶液进行吸收 [1]。在化学反应开始阶段，夹子处于封闭状态。在实验过程中，采用洗耳球鼓入空气，推动二氧化硫至性质验证试管。在化学反应结束后，继续采用洗耳球鼓入空气，目的是将残留二氧化硫赶至尾气处理装置，由氢氧化钠溶液进行吸收，以此来实现整个化学过程零排放，有效解决了化学污染问题。除了进行实验装置一体化设计，还可以采用饱和硫酸钠溶液替代亚硫酸钠固体化学材料，有效减少固体材料结块，进一步加快化学反应速率，减少污染气体的产出，符合绿色化学理念要求。

2 设计微型化学实验，强化学生绿色化学观念

氯气的制备是高中典型的化学实验，但传统的氯气制备实验操作步骤复杂，需要各种化学实验器材，期间很容易产生各种有毒有害气体，难以满足绿色环保化学实验要求。为解决这一问题，可以设计微型化学实验，引入一些生活化材料，简化实验的步骤，降低实验的操作难度，以此来更好地实现高中绿色环保化学实验的目标。

例如在氯气制备微型实验模式下，可以采用医用小药瓶 + 输液塑料管作为化学反应容器，由于上述反应容器比较小，所以采用的化学实验材料也比较少，采用电热片对微型反应容器进行加热，由于加热面积小，可以有效提升加热效率[2]。微型实验容器成透明状，学生可以直观地看到氯气生产过程，不需要复杂的收集步骤。完成实验后只需要向微型反应容器中加入少许氢氧化钠溶液就能完成尾气净化处理，实际操作简单，消耗的化学药品少，尾气处理干净，更有利于强化学生的绿色化学观念。

3 妥善处理化学实验材料，培养学生形成绿色环保型实验行为

在高中化学实验中，污染源除了包括化学实验产出的各种有毒有害气体以外，还包括一些有毒有害的化学材料。尤其是传统化学实验需要使用大量的化学材料，在完成实验后，很多实验材料容易被直接废弃，除了会导致大量的资源浪费以外，废弃的材料还有可能成为新的污染源。

例如在上述氯气制备实验中，传统实验需要采用大量的二氧化锰、浓盐酸等，针对上述废弃的化学实验材料，还需要在教育过程中引导学生学会妥善回收利用，并对废弃物进行无害化处理，以此来有效培养学生形成环保绿色节约的实验行为。在完成氯气制备实验后，教师可以引导学生将剩余的浓盐酸、二氧化锰反应物进行过滤，分离出未反应的二氧化锰进行干燥保存，过滤操作应使用适当的滤纸和漏斗，确保固体和液体分离彻底 [3]。浓盐酸也需要妥善保存，置于专用试剂瓶中，减少挥发，满足后续实验使用需求。剩余的酸性废弃物采用氢氧化钠溶液进行中和处理，减少环境污染。通过在教育过程中引导学生对实验废弃物进行探索回收处理，可以有效培养学生形成绿色环保型实验行为。

总结

总之，在绿色化学理念的指导下，针对高中化学实验教育提出了更高要求，需要教师加强对绿色化学理念的深刻理解与认识，并从日常实验教育出发，通过引导学生优化改进实验装置，设计微型化学实验，对化学实验材料进行妥善处理，以此来强化学生的绿色化学实验观念，培养学生形成绿色环保型化学实验行为，未来实现更好地发展。

参考文献

[1] 谭鑫 , 李佳玉 . 二氧化硫的制备与性质实验装置的新设计 [J]. 实验教学与仪器 ,2024,(05):56- 57.

[2] 林燕燕 , 章富坡 . 氯气制备实验装置的改进和应用 [J]. 福建基础教育研究 ,2024,(01):124- 126.

[3] 安浪沙 , 王中华 . 氯气制备与性质探究实验的改进 [J]. 中学化学教学参考 ,2023,(24):62- 63.