學科教育論文-化學教學中的綠色化學教育.doc

學科教育論文-化學教學中的綠色化學教育摘要：本文介紹了綠色化學的概念，闡述了生物教學中實施綠色化學教育的方法，旨在增強學生的環(huán)境保護意識，并把它付諸實踐。關(guān)鍵詞：綠色化學；綠色化學教育；學生綠色化學是當今國際化學科學研究的前沿，并得到世界各國政府、企業(yè)界和化學界的普遍關(guān)心和重視。綠色化學的口號最早產(chǎn)生于化學工業(yè)水平非常高的美國。1990年，美國通過一個“防止污染行動”的法令。1991年，“綠色化學”由美國化學學會提出，并成為美國環(huán)境保護局的中心口號，“綠色化學”是指對環(huán)境無害的化學或跟環(huán)境友好的化學。如何在中學化學教學中自然和諧、生動地滲透“綠色化學”教育意識，使學生了解和接受綠色化學理念，增強“綠色化學”和“環(huán)境保護”意識，是化學教師面臨的一個重要課題。一、對學生進行綠色化學教育，需結(jié)合環(huán)境因子環(huán)境因子就是廢物的質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量的比值。其中，廢物指產(chǎn)品以外的其他物質(zhì)，而沒有考慮它是否可以分離后再利用?？梢?，廢物越少其環(huán)境因子的值就越小，對環(huán)境保護越有利。在化學教學中，有意識地分析與環(huán)境因子有關(guān)的試題，對學生進行綠色化學教育。例如：治療胃酸的藥物胃舒平，其主要成公是Al（OH）3，用鋁、稀硫酸、燒堿溶液為原料，制備一定量的Al（OH）3讓學生設(shè)計出三種方案：方案一：AlAl2(SO4)3Al(OH)3方案二：AlNaAlO2Al(OH)3方案三：AlAl2(SO4)3，AlNaAlO2,Al2(SO4)3+NaAlO2Al(OH)3由此可以看出，理論上制備相同量的目標產(chǎn)物Al(OH)3方案一所用原料（H2SO4和NaOH）最多，產(chǎn)生的副產(chǎn)物（Na2SO4）最多，環(huán)境因子最大，方案最差。而方案二所用原料（H2SO4和NaOH）最少，產(chǎn)生的副產(chǎn)物（Na2SO4）最少，所以環(huán)境因子最小，故三是最佳方案。二、對學生進行綠色化學教育，需結(jié)合原子利用率原子利用率是指化學反應(yīng)中目標產(chǎn)物的摩爾質(zhì)量與化學反應(yīng)式中按計量所得物質(zhì)的摩爾質(zhì)量之和的比值。理想的原子利用率是100%，即參加化學反應(yīng)的所有的原子都轉(zhuǎn)化到目標產(chǎn)物中。按照綠色化學的要求，所有化學反應(yīng)必須是：（1）最大限度利用原料；（2）最大限度減少廢物排放。所以在教學中，結(jié)合有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，引導學生盡量通過多種途徑去設(shè)計合成路線。在制備相同量的目標產(chǎn)物時，選出反應(yīng)物用量、副產(chǎn)物、步驟都最少、污染又最小的合成路線。這就是原子利用率最高的反應(yīng)途徑。例如：用銅和硝酸為主要原料，制取硝酸銅。學生設(shè)計了三種方案：（1）Cu+4HNO3(濃)=Cu(HO3)2+2NO2+2H2O（2）3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O（3）2Cu+O2=2CuO,CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O從理論上，若制取3molCu(NO3)2,列表得出原子利用率及生成污染物的量。（1）方案原子利用率最低，生成污染物多；（2）次之；（3）方案原子利用率最高，沒有污染環(huán)境的氣體產(chǎn)生。故（3）方案最好，（1）方案最差。三、對學生進行綠色化學教育，需結(jié)合環(huán)保知識在中學化學實驗過程中，“三廢”的排放是一個不容忽視的問題。為了消除污染，要從實驗設(shè)計考慮。例如：現(xiàn)有KclO3、Kmno4、MnO2、10%H2O2、Ca(OH)2、土豆片幾種藥品和材料，請選擇設(shè)計出制取O2的最佳方案。方案一：2KClO3MnO22KCl+3O2方案二：2KClO3Ca(OH)22KCl+3O2方案三：2KmnO4K2MnO4+MnO2+O2方案四：2KClO3MnO22KCl+3O2方案五：2H2O2MnO22H2O+O2方案六：2H2O2土豆片2H2O+O2方案七：2H2O2Ca(OH)22H2O+O2比較七種制氧方案，學生經(jīng)過討論認為：方案一：2KclO3分角的生成物與催化劑MnO2結(jié)合在一起難以簡單的分離，且有Cl2生成，污染環(huán)境。方案二：克服了有Cl2生成的缺點，但產(chǎn)物與Ca(OH)2也不易分離。方案三：KmnO4中僅有50%的氧化為O2，原料利用率低。方案四：是方案一、三的組合。方案五：H2O2雖只有50%轉(zhuǎn)化為O2，但生成物H2O對環(huán)境無害，反應(yīng)不需加熱，節(jié)約能源，缺點是MnO2對環(huán)境有害。方案六：土豆片表面有大量氣泡，以致容器底有白沫，收集不到氣體。方案七：H2O2快速分解，氣體均勻，連續(xù)導出，且Ca(OH)2與水易分離，對環(huán)境無污染，符合綠色化學的思想。通過以上分析，可以確定，方案七是最佳設(shè)計。由以上幾個方面可以看出，要進行綠色化學教育，教師必須有綠色意識，把綠色意識貫穿于教學過程中，讓學生把這種意識轉(zhuǎn)化為在將來的實驗工作中的行為。參考文獻：1朱文祥.“綠