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【内容摘要】化学是一门以实验为基础的自然学科，演示实验作为直观的教学方式，对提高学生的相关知识，培养学生的学习兴趣，提高学生的主观能动性有着十分重要的意义。本文主要对《酚醛树脂的制备及性质》的演示实验进行了相应的改进，体现了化学实验的探究性、绿色化的一些理念，增强实验对学生的教学意义。
【关键词】高中化学 酚醛树脂 实验改进
化学是一门以实验为基础的自然学科，最直观、最有效的化学教学手段之一。《普通高中化学课程标准（2017年版）》中，明确指出：“化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情境，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。”[1]
一、问题提出
室温下，甲醛是一种气体，其水溶液的挥发性较强。按照课本中的方法制酚醛树脂，在给混合液体开始加热到发生反应的这段时间内，甲醛的挥发性随着温度的升高而增强。而玻璃导管的冷凝效果有限，导致甲醛气体在实验室中，若课堂上同时开展多个实验，对师生的身体健康造成一定的影响，个别时候达到难以忍受的地步。可以通过对实验装置的进行相应改进，方便对高中学生的演示实验的开展。
二、研究现状
有教师通过实验，改进了酚醛树脂制备实验的条件和方法，同时采用FeCl3、AlCl3、NH4Cl等作为催化剂，并用它们可制得不同颜色树脂。如果将其应用在课堂教学中，也可一定程度的提高学生的学习兴趣。也有教师将反应器由大试管换成60 mL广口瓶，对反应容器进行了一定的改进。由于酚醛树脂作为聚合物，从试管中取出较为困难，因此也有许多文献对酚醛树脂的取出方法做了相应的改进。陆燕海，姚红英[2]通过进行探究，筛选出了较优的实验条件，显著缩短了制备时间，提高了实验成功率。本文改进教材中实验装置的不足之处，使得实验现象更明显，更加安全、环保。如果需要进一步引导学生对反应的最佳条件进行探究，也可以采用本装置对实验条件进行优化，帮助学生形成严谨的科学态度。
三、实验设计
1.实验类型：演示实验
2.实验仪器及试剂。
（1）实验仪器：三颈烧瓶、球形冷凝管、量筒、恒压滴液漏斗、烧杯、水浴锅、温度计、三角漏斗；（2）实验试剂：苯酚、甲醛（40%）、浓盐酸（37%）、乙醇、高锰酸钾溶液。
3.实验装置
四、实验步骤及现象
1.苯酚的取用
苯酚是一種具有特殊气味的无色针状晶体，有毒，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物（如阿司匹林）的重要原料。熔点43℃，常温下微溶于水，易溶于有机溶剂；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶。对于苯酚的取用，通常是现将其加热溶解，但此种方法反复操作时比较繁琐，且对实验人员容易造成伤害。本文采用田宗学[3]介绍的方法。先将装有苯酚的试剂瓶水浴加热，再将液态的苯酚转移到洁净的塑料瓶中，并及时盖好瓶盖，侧着塑料瓶慢慢不断旋转，使瓶内液态苯酚在塑料瓶壁上重新变为固态。再将盛有苯酚的塑料瓶挤捏数次，使苯酚固体脱落，将苯酚固体呈细小颗粒或粉末状，放入棕色试剂瓶中待用。
2.操作步骤
（1）按图1组装好实验装置。
（2）向三颈烧瓶中加入20 g苯酚和3 mL浓盐酸，并开始搅拌。
（3）向恒压滴液漏斗中加入30 mL质量分数为40%的甲醛溶液，待水浴温度升至60℃至70℃时逐滴加入。
（4）水浴加热，保持60℃至70℃。当有酚醛树脂生成时，冷却至室温，并用玻璃棒搅拌。
（5）加入30mL乙醇溶液，加热，观察酚醛树脂是否溶解。
五、实验原理及特点
1.实验原理
教材中的方法为“一锅法”，将反应物全部置于试管中。改进的方法为：先将苯酚晶体与浓盐酸置于三颈烧瓶中混合均匀，再在加热的条件下，将甲醛溶液逐滴加入到混合液中，并搅拌加热一定时间。当有乳白色胶状物生成时，说明已经反应充分。
本方法中用恒压滴液漏斗将甲醛逐滴加入，目的在于使甲醛主要以参加反应为主、挥发为辅，先形成低聚物，再加热即转变成高聚物。减少试剂在取用过程中的挥发，反应效果较好。并将可能逸出的甲醛气体用高锰酸钾溶液吸收，防止污染环境。
2.实验特点
教材中的方法：采用大试管作为反应器，反应的空间有限，虽然已经采用水浴加热，有时仍会有暴沸现象，容易产生危险。玻璃导管作为连通大气和冷凝回流的装置，效果有限，容易有甲醛气体逸出，若多组学生同时进行酚醛树脂的制备实验时，甲醛在室内达到一定浓度时，对皮肤黏膜的刺激作用。
改进后的装置：采用三颈烧瓶作为反应容器，并配有磁力搅拌器进行搅拌，甲醛溶液逐滴加入，使得反应更充分。用温度计实时监控反应温度，便于后期对反映条件进行优化。采用球形冷凝管进行冷凝回流，冷凝效果更好。用酸性高锰酸钾溶液吸收可能逸出的甲醛气体，防止污染环境，体现绿色化学的思想。相对于教材中的装置，实验现象更为明显。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版） [S].北京：人民教育出版社，2018（1）.
[2]陆燕海，姚红英.对酚醛树脂合成实验的若干补正[J].化学教学，2015，No.343（10）：49-52.
[3]田宗学.苯酚的取用技巧[J]. 化学教学，2002，（11）：10.
（作者单位：珠海市第二中学）
【关键词】高中化学 酚醛树脂 实验改进
化学是一门以实验为基础的自然学科，最直观、最有效的化学教学手段之一。《普通高中化学课程标准（2017年版）》中，明确指出：“化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情境，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。”[1]
一、问题提出
室温下，甲醛是一种气体，其水溶液的挥发性较强。按照课本中的方法制酚醛树脂，在给混合液体开始加热到发生反应的这段时间内，甲醛的挥发性随着温度的升高而增强。而玻璃导管的冷凝效果有限，导致甲醛气体在实验室中，若课堂上同时开展多个实验，对师生的身体健康造成一定的影响，个别时候达到难以忍受的地步。可以通过对实验装置的进行相应改进，方便对高中学生的演示实验的开展。
二、研究现状
有教师通过实验，改进了酚醛树脂制备实验的条件和方法，同时采用FeCl3、AlCl3、NH4Cl等作为催化剂，并用它们可制得不同颜色树脂。如果将其应用在课堂教学中，也可一定程度的提高学生的学习兴趣。也有教师将反应器由大试管换成60 mL广口瓶，对反应容器进行了一定的改进。由于酚醛树脂作为聚合物，从试管中取出较为困难，因此也有许多文献对酚醛树脂的取出方法做了相应的改进。陆燕海，姚红英[2]通过进行探究，筛选出了较优的实验条件，显著缩短了制备时间，提高了实验成功率。本文改进教材中实验装置的不足之处，使得实验现象更明显，更加安全、环保。如果需要进一步引导学生对反应的最佳条件进行探究，也可以采用本装置对实验条件进行优化，帮助学生形成严谨的科学态度。
三、实验设计
1.实验类型：演示实验
2.实验仪器及试剂。
（1）实验仪器：三颈烧瓶、球形冷凝管、量筒、恒压滴液漏斗、烧杯、水浴锅、温度计、三角漏斗；（2）实验试剂：苯酚、甲醛（40%）、浓盐酸（37%）、乙醇、高锰酸钾溶液。
3.实验装置
四、实验步骤及现象
1.苯酚的取用
苯酚是一種具有特殊气味的无色针状晶体，有毒，是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物（如阿司匹林）的重要原料。熔点43℃，常温下微溶于水，易溶于有机溶剂；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶。对于苯酚的取用，通常是现将其加热溶解，但此种方法反复操作时比较繁琐，且对实验人员容易造成伤害。本文采用田宗学[3]介绍的方法。先将装有苯酚的试剂瓶水浴加热，再将液态的苯酚转移到洁净的塑料瓶中，并及时盖好瓶盖，侧着塑料瓶慢慢不断旋转，使瓶内液态苯酚在塑料瓶壁上重新变为固态。再将盛有苯酚的塑料瓶挤捏数次，使苯酚固体脱落，将苯酚固体呈细小颗粒或粉末状，放入棕色试剂瓶中待用。
2.操作步骤
（1）按图1组装好实验装置。
（2）向三颈烧瓶中加入20 g苯酚和3 mL浓盐酸，并开始搅拌。
（3）向恒压滴液漏斗中加入30 mL质量分数为40%的甲醛溶液，待水浴温度升至60℃至70℃时逐滴加入。
（4）水浴加热，保持60℃至70℃。当有酚醛树脂生成时，冷却至室温，并用玻璃棒搅拌。
（5）加入30mL乙醇溶液，加热，观察酚醛树脂是否溶解。
五、实验原理及特点
1.实验原理
教材中的方法为“一锅法”，将反应物全部置于试管中。改进的方法为：先将苯酚晶体与浓盐酸置于三颈烧瓶中混合均匀，再在加热的条件下，将甲醛溶液逐滴加入到混合液中，并搅拌加热一定时间。当有乳白色胶状物生成时，说明已经反应充分。
本方法中用恒压滴液漏斗将甲醛逐滴加入，目的在于使甲醛主要以参加反应为主、挥发为辅，先形成低聚物，再加热即转变成高聚物。减少试剂在取用过程中的挥发，反应效果较好。并将可能逸出的甲醛气体用高锰酸钾溶液吸收，防止污染环境。
2.实验特点
教材中的方法：采用大试管作为反应器，反应的空间有限，虽然已经采用水浴加热，有时仍会有暴沸现象，容易产生危险。玻璃导管作为连通大气和冷凝回流的装置，效果有限，容易有甲醛气体逸出，若多组学生同时进行酚醛树脂的制备实验时，甲醛在室内达到一定浓度时，对皮肤黏膜的刺激作用。
改进后的装置：采用三颈烧瓶作为反应容器，并配有磁力搅拌器进行搅拌，甲醛溶液逐滴加入，使得反应更充分。用温度计实时监控反应温度，便于后期对反映条件进行优化。采用球形冷凝管进行冷凝回流，冷凝效果更好。用酸性高锰酸钾溶液吸收可能逸出的甲醛气体，防止污染环境，体现绿色化学的思想。相对于教材中的装置，实验现象更为明显。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版） [S].北京：人民教育出版社，2018（1）.
[2]陆燕海，姚红英.对酚醛树脂合成实验的若干补正[J].化学教学，2015，No.343（10）：49-52.
[3]田宗学.苯酚的取用技巧[J]. 化学教学，2002，（11）：10.
（作者单位：珠海市第二中学）