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【關鍵詞】初中化學實驗;綠色化;環境保護
1 引言
綠色化學旨在從源頭消除污染，是使人類可持續發展的化學，其內容包括新設計或者重新設計化學合成、制造方法和化工產品來根除污染源，是最為理想的環境污染防治方法。初中化學實驗教學過程中，無論是演示實驗還是學生實驗，若處理不當，都會對環境會造成污染。就這一問題，要求對實驗進行創新，進行綠色化設計。如何把綠色化學教育更好地貫穿于初中化學教學的全過程之中，是時代給化學教育提出的一個新的研究課題。
2 化學實驗綠色化的意義
化學實驗綠色化會給學生帶來終身的影響，環境質量與學生及其家人的生活息息相關，通過化學實驗綠色化的教育，可以使他們關心自己身邊的環境，知道自己有能力改變世界，知道健康與環境之間的聯系，了解個人利益與環境的關系。讓大家知道并不是只有科學家和專業環境工作人員才能夠為環境做出貢獻，我們每一個人都可以為地球的綠色化做出自己的貢獻。只有教師、實驗員、學生、學校、社會共同努力，才能夠早日真正實現化學實驗的綠色化。
3 加強化學實驗綠色化制度
3.1 提高實驗員的素質是化學實驗綠色化實施的前提。
只有了解化學實驗綠色化的知識，才能夠更好地運用這些知識實現化學實驗綠色化。由于化學實驗綠色化知識的缺乏，曾經有實驗員用四氯化碳擦去黑板上的水筆印記，結果中毒被送進醫院；也曾經有實驗員不在水中切割白磷，結果著火，差點釀成大禍。只有高素質的實驗員，才知道如何更好地保護自己，如何更好地保護環境。所以我們不能忽視實驗員的工作，應該大力提高實驗員的各方面的素養。為了幫助教師和學生配制實驗試劑，制取實驗氣體，實驗員經常接觸高濃度、大劑量的液體和氣體。首先需要讓他們了解了各種試劑的具體危害。這樣，即使是出于保護自身健康的需要，他們也能夠積極主動地采用綠色化的實驗。
3.2 配制低濃度藥品。
初中化學實驗很多并未指明所用藥品濃度的大小，在保證實驗成功的前提下，盡量配制較低濃度的藥品。這樣既能節約藥品，又減少了污染。如初中實驗中鹽酸和氫氧化鈉是最常用的藥品，一般來說，稀鹽酸的濃度為1：4（鹽酸和水的體積比），氫氧化鈉溶液的濃度為1%，如果是學生實驗，還可以進一步稀釋。當然也有特殊情況，為了保證實驗的成功，也要用較濃的溶液，如在做鑒別葡萄糖演示實驗時，氫氧化鈉溶液的濃度為10%。做氫氧化鈣溶液和碳酸鈉溶液反應時，碳酸鈉溶液必須是飽和狀態，這樣現象才會比較明顯。
3.3 微型化實驗儀器。
微型化學實驗，是1982年開始在美國研究試用的一種新型的試驗方法。被譽為化學實驗的革命。微型化學實驗是為減少資源消耗和化學污染而發展起來的一種化學實驗的新方法、新技術，為化學實驗教學改革開辟一條新的路徑。它具有節約藥品、節省時間、安全、減少污染、激發學生動手實驗的興趣等優點。所以對一些初中化學實驗微型化設計體現綠色化學思想是很有必要的。
例如，在分組實驗中藥品的用量很大，特別是金屬性質和酸堿鹽性質實驗。雖然在剛開始接觸化學實驗時就強調實驗操作的規范性，但由于初中階段的學生自律和自控能力較弱，實際操作中藥品的用量很難控制，造成的浪費大，污染也大，考慮這些，我們申購了一批15×100規格小試管代替之前用的15×150規格的試管，盡量減少藥品的用量從而減少污染。在做氨分子擴散運動分組實驗時，科教版教材上用的是一只大燒杯罩住分別裝有濃氨水和酚酞試液的小燒杯，實驗所需藥品量較大，實驗耗時較長，且濃氨水有揮發性和刺激性氣味，對環境有污染。為了減少環境污染，我們對實驗進行微型化設計，用兩個格子的塑料藥片板代替兩個小燒杯，固定在玻璃片上，分別滴加濃氨水和酚酞試液，再用50mL的小燒杯罩住藥片板。這樣的設計，大大減少了藥品的用量、實驗時間、環境污染等。該設計如果用于演示實驗，可以利用投影，放大實驗現象，提高演示實驗的效果。
3.4 規范實驗操作。
在學生剛接觸化學時，我們就對學生進行實驗的安全性和重要性的教育，并通過準確示范引導學生規范的操作，結合后續的實驗操作，逐步培養學生學生良好的實驗習慣和嚴謹的科學態度，增強安全操作意識和環境保護意識。比如，在基本操作教學時，就規定了在沒有明確指明藥品用量時，一般情況是，固體藥品的用量蓋滿試管底部即可，液體藥品的用量是1～2mL。實驗廢棄物，應放回指定的容器，進行綜合處理，對酸、堿廢液可以相互中和到pH為6～9，此時再倒入下水道，就大大減少了對下水道管道的腐蝕。
關鍵詞：中學化學 實驗 綠色化學
中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.161
化學是一門以實驗為基礎的學科。在化學教學中化學實驗具有獨特的魅力，重要地位和作用是不言而喻的。 “化學新課程標準”中提出“通過各種形式的化學實驗，讓學生體驗研究的過程，培養學生的創新精神和實踐能力”。新教材要求的實驗內容增多，有些實驗會造成一些污染，對師生的健康有害。關于 “有毒”“污染”等問題，找出解決問題的方法，并在體驗式學習、研究和實驗教學中研究綠色化學，以啟發學生思維，促進創新教育。
“新標準”在內容標準中提出：“創建綠色化學和環保意識，從可持續發展的角度，加深對綠色化學和愛護環境的重要性的理解?！币虼?，我們應該注重培養學生的環境保護意識，我們主張在微型綠色化學實驗中遵守這一要求。
綠色化學倡導物質通過化學轉化過程中充分利用每個原子，過程和終端均為零的污染和零的排放。它可以充分利用資源，也可以落實污染防治。綠色化學實驗對化學教育教學提出了新的要求，綠色化學實驗的目標和任務是采取措施，以減少和消除污染。
1 進行綠色化學實驗的重要性
1.1 綠色化學實驗的意義
綠色化學實驗是具有十分重要的現實意義的。用盡量少的實驗試劑，可以省錢，也為了避免對環境的污染，確保實驗的安全。微型綠色化學實驗中使用的試劑是常規試劑量的十分之一甚至百分之一，體現綠色化學與化學污染防治的原則。
1.2 實施新課程的精神
綠色化學實驗進行微型設計，可以為學生提供更多的動手機會，有效地提高學生參與實驗的積極性，促進學生學習方式的變化，讓學生在實驗中通過交流、體驗、提高解決問題的能力，獲得創新經驗。微型化學實驗不僅有助于解決實驗室設備、藥物短缺的問題，還有助于培養學生的創新能力和實踐能力，使學生很好地養成節約意識和環保意識，以落實更多的新課程的精神。
2 開展綠色化學實驗的方法
2.1 改進教材實驗，消除實驗污染源
保護環境，要從一開始在源頭上減少或消除污染。教材中的一些有毒氣體的性質和制備的實驗，例如必修1中：銅與濃硝酸、稀硝酸反應的演示實驗，如果按教材中的實驗裝置勢必會產生一定量的氮氧化物氣體，會造成大氣污染，危害師生的健康。如果對這個實驗做出一定的改進（如圖所示），就可以避免氮氧化物氣體的溢出，從而消除了對環境的污染風險。
2.2 推行微型化學實驗，有效控制污染
微型綠色化學實驗操作簡單，實驗現象明顯，實驗成功率高，有很高的趣味性。
銅與濃、稀硝酸反應微型化改進裝置圖
新課程的實驗教學過程中，教師應注意利用新型綠色環保材料與綠色化學發展的最新成果，以提高學生的興趣為目的，使用不同的教學策略，以實現綠色化學教育的發展，使學生了解綠色化學，培養綠色化學意識，逐步實現綠色化學教育的目標。
綠色化學實驗教學，可以提高化學教學質量，落實科學素養培養的目標，在化學課程內容和形式上具有不可替代的作用。重視綠色化學實驗，倡導環保，強化科學探究意識，促進學習方法變革，培養學生的創新精神，讓他們成長為一個高素質的人才，這是我們研究綠色化學的目的。
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關鍵詞： 高中化學實驗 環保教育 綠色化學
化學是一門以實驗為基礎的科學，中學化學課程涉及較多的化學實驗。但目前高中化學實驗中還存在一些問題：有一定數量的有毒物質的制備和性質實驗，例如SO■，NO，NO■的制備和性質實驗，苯與溴單質反應，苯與濃硝酸反應等，這些實驗對老師和學生身體健康的影響和對環境造成的污染是不可忽視的。另外學生分組實驗所需的藥品用量，化學儀器，實驗后的廢液、廢氣大量增加，造成的浪費和污染也愈加嚴重。因此實現化學實驗綠色化，盡量做無害的實驗，無害化處理實驗的廢棄物，實現零排放，已是迫在眉睫的事。
一、加強環保教育，培養綠色化學意識。
“綠色化學”是一門從源頭上阻止污染的化學，只有從觀念上進行“革命”，才能理解，從而才有可能真正重視綠色化學教育。綠色化學實驗是在綠色化學的思想指導下，用預防化學污染的新思想、新方法和新技術，對常規實驗進行改革而形成化學實驗的新方法。因此我們在教學實踐活動中，注意從教學的各個環節滲透綠色化學思想，從不同角度體現綠色化學教學，將綠色化學帶給每一位學生，幫助每一位學生樹立綠色化學觀念和環境保護意識。
（一）結合教材內容對學生進行環保教育。
我國中學化學教材中，綠色化學的內容還很少，因此我們在教學中就應該注重對教材的再次開發和利用，挖掘教材中的隱含因素，例如：在講硫和硫的化合物中的酸雨危害、大氣污染與防治等；硅和硅酸鹽工業中傳統建筑材料的危害及為何提倡使用綠色建筑材料、溫室效應的利弊等；氮族元素中對汽車尾氣的排放、氮氧化物造成的光化學煙霧、水中氮磷過多造成富營氧化而形成赤潮等；幾種重要金屬中，鋁對人體的危害與應用、廢棄物的污染與分類處理等；用綠色化學的理論指導我們的教學，通過滲透綠色化學教育，讓學生經常了解、關注身邊的、國內外的環境熱點，從而增強學生深入了解的興趣，培養學生的危機感和緊迫感，并將其所學知識運用到生活中去，培養學生防治污染、關注人類生存與發展的責任感。
（二）通過化學實驗培養學生環保習慣。
3.優點
反應現象明顯，無污染，裝置（一）可控制反應隨時進行隨時停止，裝置（二）微型化，對生成有毒氣體的實驗很適用。改進后的實驗，現象明顯、效果良好，達到了環保要求，保障了人體的安全和健康。
（三）通過化學習題，培養學生的環保意識。
習題教學是課堂教學的重要環節，它是幫助學生掌握和鞏固所學知識、技能的重要手段。習題教學不僅可以開發學生的智力，還能使學生在習題中了解科技動態，學以致用，培養良好的科學態度。融合“綠色化學”的習題教學，使學生更深入了解綠色化學的重要性。
例1：下列有關環境問題都是由化學物質引起的，在下列組合中對應的化合物不正確的是（ ）
A.溫室效應：二氧化碳
B.光化學污染：二氧化氮
C.酸雨：二氧化碳
D.臭氧層破壞：氟氯烴
二、將常規實驗改成微型實驗。
“微”即在保證實驗現象明顯的前提下，減少實驗用品的用量。它包含兩層意義：一是采用微型化學儀器。即在微型化的儀器中進行化學實驗，必須對實驗進行重新設計與探索。實驗中可以把集氣瓶、燒瓶、啟普發生器等微型化。如：濃硫酸的吸水性和脫水性實驗，藥品種類多（紙片，火柴棍，膽礬，稀硫酸，濃硫酸），分量大，改在點滴板上進行（見蘇教版化學（1）實驗報告冊第24頁），并且利用實物投影儀將實驗結果放大，既減少藥品消耗及廢物污染，又縮短實驗時間，現象非常明顯。二是采用微量化學藥品。如：電解飽和食鹽水；將一塊濾紙裁成兩半，取一半平放在玻璃板上，用NaCl酚酞試液充分浸潤，分別用舊2號電池芯、鐵釘作陽陰極并輕輕將電極相向卷在其中，并接通電源。通電2分鐘后，立即打開裹有碳棒的一端濾紙，滴入一滴碘化鉀淀粉溶液，濾紙變藍，證明陽板有氯氣生成，再打開另一端，發現濾紙變紅，證明陰極有NaOH生成。實驗改進后與課本上的實驗比較藥品用量少兩極產物檢驗簡單，現象直觀，節省時間。
由此看出：微型實驗與常規實驗一樣，可得出相同的實驗結果，但它們的藥品用量是常規實驗的1/3～1/5左右。既節省了藥品的用量，又減少了對環境的污染。因此，微型化學實驗不是常規實驗的簡單微縮，它是在綠色化學思想下用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規實驗進行的改革和發展。
關鍵詞：綠色化學實驗；含義；內容；方案
隨著我們賴以生存的地球環境的日益惡化，環境污染、生態安全問題越來越為人們所重視。而環境污染最主要的表現為化學物質的污染?；瘜W作為一門以實驗為主的基礎學科，是廣大學生獲取知識、提高技能的有力手段。然而，學生通過實驗手段在獲取知識的同時，不僅在向環境釋放著“三廢”，而且自身也處在污染之中?！痘瘜W課程標準(實驗)》中規定必修課程的設計要“體現綠色化學思想”。要讓學生了解“在化工生產中遵循‘綠色化學’思想的重要性”；還在選修模塊《實驗化學》中規定要讓學生“樹立綠色化學思想，養成環境保護的意識”。顯然，新制定的課程標準非常重視學生綠色化學思想的形成和應用。
一、化學實驗綠色化的含義
1.綠色化學是一種理念?；瘜W實驗教學不僅可以增強學生對實驗現象的直觀感受，培養學生的動手觀察能力，而且進一步使學生從感性認識上升到理性認識，增強他們分析問題和解決問題的能力。但實驗必定會涉及到有害、有毒的物質，從某種意義上講，學校中環境污染主要來源于化學實驗。培養學生的環保意識是實現化學實驗室綠色化管理的最基本保障，化學實驗產生的廢棄物，如果不經處理直接排放，不但會造成環境的污染，還會淡化學生的環保意識，養成不良習慣?；瘜W實驗教學課堂是向學生傳授環保知識的好場所，在實驗課上不僅要使學生掌握各種實驗技能和處理問題的能力，更要強化學生的環保意識，強化學生對社會高度負責的主人翁精神。環境保護人人有責，一定要從我做起，從實驗室做起，從一點一滴做起，使學生進入化學實驗室后就受到綠色化學的教育。在化學實驗教學中培養學生養成良好的實驗習慣，用綠色化學的理念來設計自己的實驗，使自己的動手操作能力和分析創新能力得到提高。
2.按照美國《綠色化學》(Green Chemistry)雜志的定義，綠色化學是指在制造和應用化學產品時應有效利用(最好可再生)原料，消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。今天的綠色化學是指能夠保護環境的化學技術。它可通過使用自然能源，避免給環境造成負擔、避免排放有害物質。利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。環境保護就是通過采取行政的、法律的、經濟的、科學技術等多方面的措施，保護人類生存的環境不受污染和破壞。綠色化學是“防污染”，環境保護是“治污染”，只有實驗過程實現綠色化，從根本上切斷污染源，才能真正做到保護環境。
二、開發綠色化的教學內容
要實現“綠色化學”實驗，首先必須從源頭上制止化學污染物的生成。這就要求我們在選擇實驗內容時，不要忽視實驗過程對環境的污染，應調整實驗教學內容，實驗題目的選取既滿足培養學生實驗技能的要求，又考慮到可能造成的環境污染問題，選擇環保型的實驗項目。
綠色化學實驗的設計要求：如果一個化學實驗對環境無物質種類改變的影響或物質種類改變量極小，就可說該化學實驗達到了綠色化學實驗的要求，具體有如下幾類：(1)化學實驗反應中原子的利用率達100%。(2)化學實驗體系放給環境的物質種類是環境體系正常組分中所固有的。如放出的氣體是空氣中固有的正常組分如02、N2、H20、C02等。(3)實驗體系不向環境放出物質。(4)污染廢棄物集中處理后轉化為非污染物。(5)在實驗現象明顯的前提下，對不可避免會形成污染的實驗盡可能使其微型化。根據不同情況達到上述任一條或幾條要求的化學實驗可以認為是達到了綠色化學實驗的設計要求。
三、綠色化學實驗方案
1.優化污染實驗
很多實驗在操作過程中會造成大氣及水的污染，教師應對污染嚴重的實驗進行優化，使其成為綠色化學實驗。例如，鈉在空氣中燃燒的實驗。按常規方法，會損壞很多玻璃管、蒸發皿和石棉網，浪費很嚴重。更重要的是生成的過氧化鈉呈煙狀揮發到大氣中，既污染環境，又不容易觀察生成物的顏色。優化以后的做法：用一塊白鐵皮(或鋁片)，折起四邊成小盒狀，將一綠豆大小的鈉，吸干煤油后放在其中，將其置于三角架上，用酒精燈加熱，鈉很快便可熔化、燃燒。實驗現象：看到鈉逐漸燃燒，呈黃色火焰，生成菜花狀的淡黃色固體。改進后的優點：生成的過氧化鈉基本上都留在白鐵皮(或鋁片)上，既有利環保，又容易觀察到產物的顏色；冷卻后取出燃燒產物，將白鐵皮(或鋁片)清洗干凈擦干以備后用。
又如硫酸的脫水性實驗，取白砂糖10g，研細后放入小燒杯中，加入1~2 mL水調勻，加入10~15mL濃流酸，小心攪拌，觀察現象。此實驗由于白砂糖和濃硫酸用量多，其碳化過程中會產生二氧化碳、二氧化硫酸性氣體副產物，造成嚴重的室內污染。為了解決這個問題，進行了實驗的優化，采取的方法：取2g白砂糖放入大試管中，加入約3mL濃硫酸，攪拌后迅速蓋上帶導管的橡皮塞，將玻璃導管的另一端插入盛有品紅溶液的試管中。用大試管代替小燒杯，白砂糖的用量由10g減少至2g，濃硫酸由原來的10~15mL減少為3mL。
反應物用量減少，反應產物用品紅溶液吸收，大幅度減少了有害氣體的排放量，生成的碳塊兒沿著試管壁向上延伸，既增強了實驗的演示效果，又保證了實驗者的身體健康。
2.倡導利用多媒體技術
在遇到危險性較大或者伴隨有毒、有害物質生成較多的演示實驗時，可以借助三維立體畫面、多媒體技術模擬實驗的真實情景，還能夠節約藥品、水電等，并減少對環境的破壞。根據不同的教學情況和需要，可以利用現有條件下的網絡信息資源素材庫和教學軟件，也可以學校自己設計制作多媒體課件。例如：在Cu與濃HN03反應的演示實驗中，反應過程中生成的大量N02有毒氣體，對實驗者危害較大，為了解決這個問題，可以將該實驗改為投影實驗，全體學生都能夠通過大屏幕，清楚地觀察到Cu與濃HN03反應的全部實驗現象。
3.推廣微型化學實驗
所謂微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。微型化學實驗儀器使用高分子材料制成，具有小巧便攜、不易破碎、抗腐蝕等優點，完全可以做到人手一份，人人可以動手操作。為發展綠色化學實驗提供了方便與可能。
例如，硫在氧氣中燃燒的反應，若按常規實驗每次需硫粉0.3~0.5 g，反應后生成二氧化硫0.6~1 g，而微型化學實驗每次僅需硫粉0.02 g，反應后生成二氧化硫0.04g，排污量大大降低，而效果也一樣明顯。
又如，鈉與水的反應，向裝有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞，然后投入小塊鈉(綠豆大小)觀察實驗現象。將這一實驗改進為微型實驗。操作步驟：切割1／2綠豆粒大小的金屬鈉置于石英尖嘴導管的管口，用小團棉花堵住管口(以免金屬鈉滑落下來)，并將其插入盛有水的六孔井穴板中(已滴入無色酚酞溶液)。金屬鈉與水迅速反應，產生的氣體推動金屬鈉球沿著尖嘴導管上升，鈉球繼而由于重力作用下降，其又與水接觸發生劇烈反應，鈉球上下跳動，并發出“嘶嘶”的聲音，燒杯中的水已經變成紅色，說明有堿生成。待反應一段時間后，尖嘴導管里的空氣已被排凈，導管內的氣體完全是純凈的氫氣，此時將燃著的木條靠近導管的尖嘴處，然后移開，發現尖嘴處的氣體燃燒并產生淡藍色的火焰，證明產生的氣體是氫氣。此實驗的微型化，原料用量減少、安全可靠，符合綠色化學實驗的宗旨。
4.改進化學實驗儀器，向無污染的方向發展
用密封的成品化儀器代替有毒實驗，避免了有害物質的產生。這種儀器和藥品可以循環使用，不存在污染毒害。如碘的升華實驗，可用碘錘來完成(碘錘的兩頭向內凹陷，內封有碘晶體)。操作方法：一頭滴冷水，另一頭在酒精燈上加熱因冷水起到冷凝作用，碘升華后凝聚在碘錘上方內壁，在碘錘中部可以看到紫紅色的碘蒸汽，反之也可以。
5.加強排污設備建設，規范有害物質處理
目前許多學校實驗室的排污設備比較簡陋，處理廢棄物的能力不足。學校應加大資金投入，加強排污設備建設，使實驗產生的污染物排放量減至最小。規范有害廢棄物的處理：(1)有害氣體的處理?？蛇x用適當的吸附劑吸附，也可安裝尾氣吸收裝置；(2)廢液的處理。有機廢液可以通過蒸餾、重結晶等方法回收，有害重金屬離子廢液，可加入合適的試劑或調節溶液pH使金屬離子轉化為難溶性的沉淀物，過濾，沉淀物妥善保存，確認濾液不含有毒物質后方可排放；(3)廢棄固體處理。實驗中用過的金屬，如鐵釘、鋅粒、錫粒等應經水洗、烘干處理后繼續使用。
錫林郭勒盟第二中學按以上方法探索和實踐綠色化學實驗，已經取得了令人滿意的效果。全國有數以萬計的學?；瘜W實驗室每天都排放著化學成分復雜的污染物，影響著生存環境。綠色化學實驗是教學改革發展的必然趨勢。所以，作為化學教師，為保護人類生存環境，為培養具有環保理念的技能人才，應站在這一化學改革的前沿，持續地去探索綠色化學實驗教學。
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關鍵詞：綠色化學 涵義 實驗設計
一、前言
化學教學離不開科學實驗，化學實驗更是化學教學的組成部分。在化學實驗中應用綠色實驗能夠有效控制污染。
二、綠色化學的涵義
1.綠色化學的定義
綠色化學或稱環境友好化學，是利用化學的技術與方法來降低或消除化學產品設計、制造與應用中有害物質的使用與產生，使所設計的化學過程和產品更加環保友好，是一門從源頭上阻止污染的化學。
2.綠色化學的核心內容
綠色化學主要從原料安全性、工藝過程節能性、反應原子經濟性和產物環境友好性等方面評價一個化學反應的優劣。原子利用率、環境因子和“5R”原則是綠色化學的核心內容。
（1）原子經濟性。原子經濟性是指充分利用反應物中的各個原子，從而既能充分利用資源又能防止污染。原子利用率越高，反應產生的廢棄物越少，環境因子也就小，對環境造成的污染也越少。環境因子則是衡量生產過程對環境的影響程度的參量，是指在一個化學反應過程中，所生成廢物質量占目標產物質量的比值。
（2）“5R”原則。就是“減量”（Reduciton），即減少“三廢”排放；“循環使用”（Reuse）；“回收”（Recy-cling），實現“省資源、少污染、減成本”的要求；“再生”（Regeneration），即變廢為寶；“拒用”（Rejection），指對一些無法替代又無法回收、再生和重復使用的，有毒副作用及污染作用明顯的原料，拒絕在化學實驗過程中使用。
三、綠色化學實驗設計的策略和方法
綠色化學實驗方案的構思、設計是一種開放的創造性思維活動，因此其策略和方法也沒有固定的模式可以遵循，下面僅僅結合綠色化學實驗設計與創新的類型進行探討。
1.優選實驗項目策略
根據實驗大綱的要求，充分考慮試劑和產物的毒性以及整個實驗過程產生的“三廢”對環境的污染，盡量排除或減少對環境污染大、毒性大、危害大、三廢處理困難的實驗項目，如氰化物、砷化物的實驗，溴的制備，苯的硝化還原制備苯胺等，以毒性小的實驗代替來完成基本操作訓練。盡量選擇系列化實驗，用前一實驗的產物作為后一實驗的反應物，在合成實驗“苯甲酸和苯甲醇的制備”中，學生合成的產品苯甲酸粗品，可以為基本操作實驗“重結晶”之用，精制以后的苯甲酸純品又為基本操作實驗“熔點的測定”之用，這不僅可以大大節省試劑和原料，而且可以通過熔點檢查學生做的產品是不是合格，一舉而多得。設計綠色化學，盡量選擇與環境保護密切相關的實驗，如大氣中SO2含量的測定，廢干電池的綜合利用，由廢鐵屑制FeCl3，水中溶解氧的測定等，既鍛煉了學生科學實驗的能力，又讓學生了解了污染物對環境的危害，培養了學生的環保意識。
2.優選反應物質的策略
化學反應原理是實驗設計中的核心要素?；瘜W實驗中反應物的優選、操作過程的優化、實驗裝置的改進都與反應原理密切相關，因此研究反應原理，依據反應原理對實驗進行綠色化改進和創新，就是抓住了實驗的本質和成敗的關鍵，是化學實驗改進和創新的重要策略。例如在乙酸乙酯制備實驗中，目前常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反應多、過程復雜、產品損失多、環境污染嚴重等不足。對此實驗的改進與創新可以從酯化反應的實驗原理入手：
由反應原理可知，酯化反應的實質是在路易斯酸催化下，酸和醇反應成酯，溫度過高或催化劑氧化性過強時易發生副反應。作為優良的酯化催化劑必須滿足在非水介質中酸性要足夠強，氧化性要弱，以減少副反應。因此，對這個實驗的改進就可依據上述實驗原理，選用綠色催化劑，以取代濃硫酸?？煞謩e利用H2SO4、FeCl3、PW12、PW12/SiO2催化合成乙酸乙酯。結果表明，用自制的新型催化劑PW12/SiO2代替硫酸催化酯化，不僅產率高，反應溫度低，操作簡單，無污染，而且催化劑能重復使用，適應綠色化學發展趨勢，取得了良好的實驗效果。
3.實驗裝置改進策略
實驗裝置是實驗的載體，是影響實驗的又一個重要因素。一套好的實驗裝置，不僅能減少實驗可能產生的污染又能給人以美的享受，因此對化學實驗綠色化改進與創新自然離不開實驗裝置。實驗裝置的改進一般有如下策略：
3.1簡約化策略（微型實驗）。在不影響實驗效果的前提下，盡量采用用藥少、裝置簡單或微型的實驗裝置。微型化學實驗具有污染小、節約經費（其試劑用量為常規實驗的1/10或1/100）、縮短實驗時間（大約為常規實驗的40%）的優點，同時降低了水、電資源的消耗。微型化學實驗的開設對毒性大、藥品貴、耗量大、污染嚴重、操作復雜的化學實驗尤為必要。微型實驗除了可以用已經研制成功的井穴板等微型儀器外，還可以把容量瓶、燒瓶、冷凝管等微型化。在微型化帶來實驗現象不明顯時，可以借助現代化教學手段把結果放大。微型化學實驗還要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性，例如，對有些顏色變化明顯的定性實驗可以放在點滴板中進行，如指示劑與酸堿作用實驗和Fe3+的顯色實驗等，而有些定性實驗可以放在定性濾紙上完成，如檢驗醛基、MnO4-離子存在等。
3.2設計封閉實驗裝置策略。封閉的實驗裝置應包括氣體發生、收集裝置，氣體性質實驗裝置，尾氣的收集、處理裝置和導氣裝置等。對于氣體發生裝置可以從密閉和控制反應兩方面著手。
四、創新實驗方式
1.微型處理
即在保證實驗現象明顯的前提下，對實驗進行重新設計與探索，實驗藥品微量化或實驗裝置微型化。例如：在研究氯化鋇和硫酸鈉反應時，應在試管中加硫酸鈉，然后用膠頭滴管逐滴加入氯化鋇溶液（可溶性的鋇鹽是有毒的），邊加邊觀察實驗現象。這樣可以減少氯化鋇的使用量，防止過量的氯化鋇對環境造成的污染。
2.多媒體演示
有些實驗成本昂貴、容易造成浪費；有的實驗必須采用有毒、有害的試劑，實驗時會排放出有毒氣體和有毒廢液，或容易引起爆炸，對于中學生來說，存在很大的安全隱患，不便于在普通學生實驗室中進行。為了讓學生對實驗原理、過程、現象和結果有直觀的感受，又能規避實驗風險，可以利用多媒體技術進行模擬演示。事實上，在國內外已有不少學校采用這種方法進行實驗教學，效果很好。
五、結束語
綜上所述，綠色化學實驗設計具有很大的環保性，但是我國基礎化學實驗綠色化的道路還很漫長，需要我們持之以恒的探索，才能推動我國綠色化學事業的快速發展。
參考文獻
綠色化學是世界科學可持續發展的需要，自1995年，由中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題以來，我國的綠色化學也逐漸活躍起來。近幾年，隨著環境污染的日益加劇，生態環境的不斷惡化，人們越來越關注污染問題，綠色化學觀點的提出，讓許多與化學息息相關的行業都積極響應。面對學術界綠色環保的方興未艾，作為化學教育工作者，除了具有扎實的基礎知識以外，還應將環境污染、保護、治理等作為自己的研究方向。將綠色化學的理念根植于心，牢固樹立可持續發展的觀念，“計利當計天下利，求名應求萬世名”，正確處理可持續發展和綠色環保的關系，將綠色化學的十二條原則始終貫穿于化學教學實驗全過程之中，從一點一滴入手，培養并傳播綠色化學的理念，綠色化學強調的是原子經濟性，即在獲取新物質的化學原料中，充分利用每個原料原子，實現“零排放”，既充分利用資源，又從根本上解決污染物排放問題，讓這種理念時刻伴隨學生，隨著知識的積累而得到傳承和發展。在傳授學生知識的同時，還要引導學生正確認識科技發展的負面性：若保護不好環境，發展也會受到嚴重制約。在課堂上，教師可以提出關注較為廣泛的問題進行討論，比如：40年代初期發生在美國洛杉磯市的“化學煙霧事件”。光化學煙霧是大量碳氫化合物和揮發性有機物在陽光作用下，與空氣中其他成分起化學作用而產生的。這種煙霧中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化劑。在1952年12月的一次光化學煙霧事件中，洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人。由此引出我國社會關注度較高的問題——霧霾的成因。光化學煙霧主要為氣態污染物，而霧霾則是大氣顆粒物，然而光化學煙霧最終生成大量的臭氧，增加大氣的氧化性，這導致大氣中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐漸凝結成顆粒物，從而增加PM2.5的濃度。也就是說，光化學煙霧可能成為霧霾的來源之一。因為這種討論與我們每個人生活都息息相關，積極指導學生開展與化學相關的綠色環保行動，這既有利于知識的鞏固，又能增強學生的環保意識，使學生明白，我們生活的地球處處需要保護環境。
二、嘗試探索創新，推廣綠色實驗
眾所周知，很多化學知識都是以化學實驗引入并且加以驗證的，實驗是化學教學中的重中之重，如果能在基層教學過程中，大力推廣綠色實驗，勢必會將綠色化學貫穿整個教學。傳統化學實驗所使用的實驗藥品，以及伴隨實驗所產生的各種廢棄物，不但對環境造成污染，對師生的健康或多或少都會有一些影響。因此，在教學實驗中，教師應嚴格把關，Anastas和Warner提出了綠色化學的12條原則，這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準。
1.防止廢棄物的產生，比先產生后治理要重要；
2.合成方法應設計盡可能將所有起始物嵌入到最終產物中去；
3.只要可能，合成反應應設計成反應中使用和生產的物質對人體和環境無毒或毒性很??；
4.設計的化學產品應在保證其應有功能的同時盡量使其無毒或毒性很?。?/p>
5.盡量不用輔物質（如溶劑、分離試劑等），當不得已使用時，也應使用無毒物質；
6.能量消耗應是越少越好，應能為環境和經濟方面所認可，合成方法應在常溫、常壓下實施；
7.只要技術上和經濟上是可行的，盡量選擇可再生的原料；
8.應盡量避免不必要的派生過程；
9.盡量使用具有催化選擇性的試劑；
10.化學產品中的設計應保留其功能，減少其毒性，當完成自身功能后不再滯留于環境中，使之降解為無毒的物質；
11.需要開發實時、跟蹤監控的分析方法，預先監控有毒物質的形成；
12.化學物質及其在化工過程使用中的物態，應選擇潛在化學隨機事故（包括氣體泄露、爆炸和著火）最小的，等等。從以上論點可以總結出，化學實驗綠色化的內容包括：化學試劑、溶劑和催化劑的綠色化，盡量選擇低毒和可再生資源，溶劑盡量選擇水溶劑，避免采用有毒有害和揮發性溶劑，催化劑應首選采用無毒害、無腐蝕的物質；實驗劑量綠色化，在保證完成化學反應的情況下，盡量使用最小劑量的試劑、溶劑和催化劑；對實驗產生的“三廢”進行無毒無害化處理，確保污染程度降到最低。
三、激發探究精神，完善綠色化學
（一）開展微型化學實驗
微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法與技術。雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。近年來，在我國化學實驗教學改革領域中，微型化學實驗蓬勃發展，引起國內化學教育界極大關注。目前微型化學實驗開展到分析化學、物理化學、醫用化學和高分子化學實驗的微型化探索，并取得了驕人的成績，逐漸形成了具有中國特色的微型化學實驗特點：微型儀器價格低廉且配套比較完整，在國際上具有很強的競爭力。此外，微型化學實驗與傳統實驗相比，具有明顯的綠色環保、節約藥品和節省時間的特點。微型化學實驗的優勢已經在教學中呈現出來，受到了廣大師生的歡迎。目前，國內已有800余所大、中院校開始采用微型化學實驗。
（二）探究精神在綠色化學實驗中的應用
實現化學實驗綠色化的一些方法探索
1.綠色化學方法一：廢物回收。我們知道，廢物回收可以再生利用，在化學實驗中，我們更需要發揮這一優良傳統。無論是教師給學生進行教學演示，還是學生分組自行實驗，都必須做好實驗廢棄物的回收工作。在學生對化學藥品不了解的時候，教師在實驗中的引導起著至關重要的作用。廢棄物一般可分為液體、固體、重金屬鹽、有機物等幾類，教師要積極引導，在言傳身教的同時，也要加以督促并檢查，讓同學們早日養成廢棄物回收的好習慣。
2.綠色化學方法二：具體實踐。我們需要通過實際的環境對比觀察實驗來驗證這一方法。對實驗后的廢棄物先進行觀察，如顏色、氣味、PH值等；其次，與正常的水體做比對；再次，將活的生物放入其中，完成存活實驗———金魚在實驗后的酸、堿、鹽回收液中只能存活十分鐘左右。通過這樣一步步逐漸深入的認識與了解，來達到了解廢棄物危害的目的。在高中的化學實驗中，所使用的如重鉻酸及重鉻酸鹽、氰類物質、苯、芳香烴、醛類物質等都是劇毒的。有實驗顯示：學生實驗中所使用的Hg（NO3）2就是對水體環境污染嚴重的物質，300克該物質就可以使1噸清水成為死水。
3.綠色化學方法三：控制使用量。治理環境的最佳方法便是從源頭控制。首先，從藥品的用量著手。比如，AgNO3溶液與HCl溶液反應的實驗中，用1mol/L的藥品與用0.1mol/L的藥品其實驗現象無任何差異，藥品的用量卻減少了90%。做有劇毒苯酚與溴反應時，用1mol/L的苯酚與溴水反應其實驗效果同用0.01mol/L的苯酚進行實驗無多大差別，而苯酚的用量卻減少了近千倍。其次，使用小型號的化學實驗儀器也是源頭治理很重要的一個方案。學生實驗中盡量用小型號的實驗儀器或者人手一個微型化學實驗儀器不僅有利于節約藥品，降低藥品的使用量，同時還大大增強了學生的動手機會與能力，還可糾正部分學生在剛開始做實驗時貪圖取用大劑量藥品的不良習慣，一舉多得。
變廢為寶，付諸于實
（1）回收利用。一次，我們做完KClO3與MnO2經加熱制取O2的化學實驗后，讓學生同教師一起對實驗后的廢棄物進行分離處理，不僅又得到了MnO2，同時還得到了KCl；不僅減少了廢棄物的排放，也讓學生們體會到了廢棄物其實也是一種資源。用類似的方法，我們還回收過金屬和有機物，盡管量不多，但是學校的環境教學的目的卻功在千秋。
（2）自身反應。某些化學藥品之間在經過一段時間的放置之后，藥品的性質能相互反應，進行初步處理，如酸液與堿液之間能發生中和，藥品自身的沉降、稀釋、暴光、氧化還原。利用這些簡單易行的方法進行簡單處理，可以減少麻煩。
（3）廢物做“好事”。我們可以用這些廢棄物的特有性質與作用進行處理。如實驗中回收的廢酸用于沖洗廁所，以減少廁所清洗劑的使用；廢酸可以用學校食堂所產生的雞蛋殼加以處理；鍋爐燃燒完產生的炭渣可以吸附有色、有毒物質。這些措施雖然很簡單，卻能產生很好的效果和影響。雖然如今我們掌握的知識與技術限制了我們處理實驗廢棄物，但是環境保護教育卻任重道遠。
（4）裝瓶深埋處理實驗廢棄物。對于我們無法處理或者是實驗失效的藥品，我們都可以組織課外活動小組對其進行填埋處理。
（5）焚燒處理廢棄物。對于燃燒不會對大氣造成重大污染的大多數有機物藥品都可以采用這一方法處理。在學校，就可以直接進鍋爐，不僅使廢棄物得到了處理，也再一次體現了它的價值。
