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“金属钠与乙醇反应实验”选自人教版化学必修2第3章第3节“生活中常见的有机物”,属于典型元素化合物知识中的实验,具有重要的教学功能与价值。
实验为乙醇含羟基(-OH)且能与活泼金属反应放出氢气的特性提供了有力依据,凸显钠的强还原性,培养宏观辨识与微观探析。
实验现象丰富,是引导学生进行多方位实验观察,提高学生大胆假设、实验评价、对比分析等探究能力,培养科学探究与创新意识。
利用金属钠与乙醇反应温和的特点可以排除钠泄露的险情,也可用此反应制备乙醇钠,培养科学态度与社会责任。
一、问题提出
人教版必修2第三章第四节生活中两种常见的有机物,这节中的教科书给出的实验3-2[1],在与同学们一起动手做完实验后,发现该实验无法随时控制反应的发生和停止,实验时间长,金属钠用量较多,点燃时火焰较小的不足。引发了我们的思考,怎样改进呢?
二、研究方法
文献检索和实验实践
三、研究过程
(一)装置改进初级阶段
同学们围绕着问题“无法随时控制反应的发生和停止,实验时间长,金属钠用量较多,点燃时火焰较小的不足”展开讨论,并上网查阅资料。提出自己的改进方案。
(2)实验结果 学生每个小组都体会到了实验的成功带给自己的成就感,觉得自己也可以设计实验,可以对乙醇的结构,乙醇与钠反应的实验现象、反应本质理解的更深刻。
(3)产生问题
1.无法控制实验的发生和停止。
2.钠块的用量不好控制。
3. 实验过程中,乙醇不断滴落,影响实验的可观赏性,同时剩余的无水乙醇较多,造成药品的浪费。
(二)实验结果:分别做了乙醇和水与金属钠的反应实验,利用启普发生器的原理设计了收口,用脱脂棉做分离固体和液体的“隔板”,控制了反应的发生和停止。实验操作方便,安全,实验药品用量少,金属钠只需要大米粒大小即可,而且剩余的乙醇还可以封存在特制U形管中,下次实验继续使用。
(三)效果评价
本次实验教学中,珍视个别学生的想法,让学生亲身经历整个实验过程,培养实验设计的能力。也通过这些环节,提升了学生的学习能力和创造性思维的能力,这也是学生需要具备的化学核心素养。
乙醇是人教版高中化学必修2第三章中重要的有机物,是有机合成中一种重要的有机物质。从课堂效果来看,学生反应良好,优点主要有两个:
1. “以评价课本实验为索引,学生為主体”的科学实验探究过程,实验、多媒体有机的结合,营造出师生互动的和谐课堂,对提高学生学习化学兴趣、培养探究精神具有重要的意义。
2. 从创设求知情景,视频的引入到实验装置改进的探究,从评价课本实验到自行设计实验装置,在教师的引领下学会更深入的思考,教学过程环环相扣,从提出问题开始到解决问题为止,能让学生始终处于不断思考积极探索的学习情境之中,每个问题的提出、思考、探究切合学生的实际又有一个由易到难的阶梯变化,同时将相对独立的单元通过问题的设计巧妙地串接起来,形成一个完整的知识体系;关注学生主体,重视探究活动,通过学生讨论,进行分组实验,并观察、记录实验现象,分析反应,培养学生实验能力,实验观察、记录、描述、分析能力。
本节课只是对学生部分实验方案进行改进,一定有更多更好的实验方案,需要师生共同去发现和创造。
(四)实验中使用的器材
实验仪器及用品:特制U形管、移液管、玻璃小瓶、小烧杯、注射器针筒、带尖嘴的玻璃管、橡胶管、镊子、小刀、滤纸、玻璃片、滤纸、培养皿、火柴、橡胶塞、夹持装置等。
实验药品:无水乙醇、水、金属钠、酚酞试液、泡泡水。
四、实验改进创新点
与报道的文献[2]-[3]相比,实验改进的创新点主要有以下几点。
(一)把钠与乙醇的反应用特制U形管装置完成,安全、操作简单、现象明显,易于进行, 实验成功率高;并有助于学生深入理解钠与乙醇反应的原理。
(二)该实验装置所得气体不用验纯、节省时间和药品。剩余的乙醇可以封存在特制U形管中,下次实验可用原装置继续实验,大大节省了教师准备实验的时间。
(三)能减少甚至排除乙醇蒸汽对氢气检验结果的干扰。因为所用钠少,放热有限,将气体通入肥皂水后,乙醇蒸汽已液化。
(四)可用于制备、检验其他气体。类似于启普发生器,该装置可用于制备固液常温反应产生的气体,如实验室制备氢气、氧气、二氧化碳、二氧化氮、一氧化氮等。
(五)进行相关的定量实验,由于运用了移液管收集气体排出的液体,可以进行相关的定量实验,如反应速率的测定等。
该套装置已经在教学中使用,得到了广大师生的认可,在使用的过程中,发现脱脂棉的用量过多会对实验现象的观察带来干扰,需要进一步完善。用一个多功能实验装置完成教材中多个实验,具有较大的推广价值。
参考文献
[1]宋心琦,等.普通高中课程标准实验教科书必修2[M].北京:人民教育出版社,2007.
[2]李朝章,等.“金属钠与乙醇(水)反应”实验再改进[J].实验教学与仪器.2019(3):27~28.
[3]李崇颉,等.镰刀形量气装置及其在测量气体生成速率实验中的应用[J].化学教学.2018(2):58~60.
实验为乙醇含羟基(-OH)且能与活泼金属反应放出氢气的特性提供了有力依据,凸显钠的强还原性,培养宏观辨识与微观探析。
实验现象丰富,是引导学生进行多方位实验观察,提高学生大胆假设、实验评价、对比分析等探究能力,培养科学探究与创新意识。
利用金属钠与乙醇反应温和的特点可以排除钠泄露的险情,也可用此反应制备乙醇钠,培养科学态度与社会责任。
一、问题提出
人教版必修2第三章第四节生活中两种常见的有机物,这节中的教科书给出的实验3-2[1],在与同学们一起动手做完实验后,发现该实验无法随时控制反应的发生和停止,实验时间长,金属钠用量较多,点燃时火焰较小的不足。引发了我们的思考,怎样改进呢?
二、研究方法
文献检索和实验实践
三、研究过程
(一)装置改进初级阶段
同学们围绕着问题“无法随时控制反应的发生和停止,实验时间长,金属钠用量较多,点燃时火焰较小的不足”展开讨论,并上网查阅资料。提出自己的改进方案。
(2)实验结果 学生每个小组都体会到了实验的成功带给自己的成就感,觉得自己也可以设计实验,可以对乙醇的结构,乙醇与钠反应的实验现象、反应本质理解的更深刻。
(3)产生问题
1.无法控制实验的发生和停止。
2.钠块的用量不好控制。
3. 实验过程中,乙醇不断滴落,影响实验的可观赏性,同时剩余的无水乙醇较多,造成药品的浪费。
(二)实验结果:分别做了乙醇和水与金属钠的反应实验,利用启普发生器的原理设计了收口,用脱脂棉做分离固体和液体的“隔板”,控制了反应的发生和停止。实验操作方便,安全,实验药品用量少,金属钠只需要大米粒大小即可,而且剩余的乙醇还可以封存在特制U形管中,下次实验继续使用。
(三)效果评价
本次实验教学中,珍视个别学生的想法,让学生亲身经历整个实验过程,培养实验设计的能力。也通过这些环节,提升了学生的学习能力和创造性思维的能力,这也是学生需要具备的化学核心素养。
乙醇是人教版高中化学必修2第三章中重要的有机物,是有机合成中一种重要的有机物质。从课堂效果来看,学生反应良好,优点主要有两个:
1. “以评价课本实验为索引,学生為主体”的科学实验探究过程,实验、多媒体有机的结合,营造出师生互动的和谐课堂,对提高学生学习化学兴趣、培养探究精神具有重要的意义。
2. 从创设求知情景,视频的引入到实验装置改进的探究,从评价课本实验到自行设计实验装置,在教师的引领下学会更深入的思考,教学过程环环相扣,从提出问题开始到解决问题为止,能让学生始终处于不断思考积极探索的学习情境之中,每个问题的提出、思考、探究切合学生的实际又有一个由易到难的阶梯变化,同时将相对独立的单元通过问题的设计巧妙地串接起来,形成一个完整的知识体系;关注学生主体,重视探究活动,通过学生讨论,进行分组实验,并观察、记录实验现象,分析反应,培养学生实验能力,实验观察、记录、描述、分析能力。
本节课只是对学生部分实验方案进行改进,一定有更多更好的实验方案,需要师生共同去发现和创造。
(四)实验中使用的器材
实验仪器及用品:特制U形管、移液管、玻璃小瓶、小烧杯、注射器针筒、带尖嘴的玻璃管、橡胶管、镊子、小刀、滤纸、玻璃片、滤纸、培养皿、火柴、橡胶塞、夹持装置等。
实验药品:无水乙醇、水、金属钠、酚酞试液、泡泡水。
四、实验改进创新点
与报道的文献[2]-[3]相比,实验改进的创新点主要有以下几点。
(一)把钠与乙醇的反应用特制U形管装置完成,安全、操作简单、现象明显,易于进行, 实验成功率高;并有助于学生深入理解钠与乙醇反应的原理。
(二)该实验装置所得气体不用验纯、节省时间和药品。剩余的乙醇可以封存在特制U形管中,下次实验可用原装置继续实验,大大节省了教师准备实验的时间。
(三)能减少甚至排除乙醇蒸汽对氢气检验结果的干扰。因为所用钠少,放热有限,将气体通入肥皂水后,乙醇蒸汽已液化。
(四)可用于制备、检验其他气体。类似于启普发生器,该装置可用于制备固液常温反应产生的气体,如实验室制备氢气、氧气、二氧化碳、二氧化氮、一氧化氮等。
(五)进行相关的定量实验,由于运用了移液管收集气体排出的液体,可以进行相关的定量实验,如反应速率的测定等。
该套装置已经在教学中使用,得到了广大师生的认可,在使用的过程中,发现脱脂棉的用量过多会对实验现象的观察带来干扰,需要进一步完善。用一个多功能实验装置完成教材中多个实验,具有较大的推广价值。
参考文献
[1]宋心琦,等.普通高中课程标准实验教科书必修2[M].北京:人民教育出版社,2007.
[2]李朝章,等.“金属钠与乙醇(水)反应”实验再改进[J].实验教学与仪器.2019(3):27~28.
[3]李崇颉,等.镰刀形量气装置及其在测量气体生成速率实验中的应用[J].化学教学.2018(2):58~60.