物质制备实验方案的设计与操作技能的培养

宋羚榕

【摘要】 在教学过程中，要倡导学生主动参与，乐于探索，勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取知识的能力、分析和解决问题的能力以及会作交流的能力。

【关键词】 实验方案设计 物质制备 蒸馏 冷凝

中图分类号：C45

目前，新课程改革已在全国范围内全面展开。《基础教育课程改革纲要（试行）》明确指出：教师在教学过程中要改革课程实施过于强调接受学习，死记硬背，机械训练的状况，倡导学生主动参与，乐于探究，勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力。

化学是一门以实验为基础的科学，因此，化学实验方案的设计也贯穿于化学科学发展的全过程。化学实验方案的设计是在实施化学实验之前根据化学实验的目的和要求，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法进行的一种规划。所以，化学实验方案的设计具有重要的作用，一个周密可行的实验方案以及严格控制实验条件，对于科学实验有着重要的意义。本文结合教学实践活动，就进行物质制备实验设计如何加强学生思维能力和实验技能的培养，谈点做法和体会。

物质的制取通常是一个综合性实验，他要求学生具备一定的化学知识，同时对实验操作技能要求比较高。在选修课的教学活动中，学生对这样的实验好奇心强，兴趣也浓厚，但也是问题最多的一类化学实验。实验设计的好坏直接关系到实验的成功率和结论的正确性，因此，对这类实验的设计首先应降低难度，即把一个完整的实验分解成几个小环节，先让学生探究出每个小环节中的实验方法要掌握的知识及操作技能，最后再探究出整个的试验方法。例如：在已学过的实验室制取乙烯的基础上探究实验室制取乙醚的方法时，先把实验分成几个小环节进行探究，即从反应原理、反应装置、冷凝装置、收集装置、仪器组装这几个小环节进行探究：⑴反应原理：根据学生已具备的知识，乙醚的生成可用乙醇发生分子间脱水的反应而得到，反应条件是用浓硫酸作脱水剂，温度控制在140℃，即：2C2H5OH C2H5-O-C2H5 + H2O，所以实验制取乙醚应该用乙醇和浓硫酸为原料。⑵反应装置：因为乙醇和浓硫酸都是液体 ，生成醚的反应在140℃下进行，乙醚将会以气态逸出。故应该选用液-液混合加热制取气體的装置，具体应选用蒸馏烧瓶作为反应器，以便进行加热和乙醚蒸气的导出。为了测量和控制反应温度，还应选择温度范围在200℃的温度计，并把水银球部位插到反应混合液中。另外，为防止加热时液体爆沸，还应加入几片碎瓷片，同时选择酒精灯、铁架台、石棉网等配套附件。⑶冷凝装置：由于乙醚的沸点很低，不能用空气冷凝器冷凝，而应选用水冷凝器作为冷凝装置，通入冷水使乙醚蒸气液化。同时要注意：冷凝器入水口在下方，出水口在上方，跟乙醚蒸汽流动方向相反，形成逆流冷却，提高冷凝效果。⑷收集装置：应选择锥形瓶作为收集器，用牛角管和冷凝器相连接，为防止乙醚的挥发，锥形瓶应放在盛有冰水混合液的烧杯中。⑸仪器组装：仪器组装应该遵循自下而上，由左到右进行。“自下而上”就是先把酒精灯放在铁架台的底座上，根据酒精灯高度，固定铁环的位置，并把石棉网放在铁环上，再把蒸馏烧瓶放在石棉网上，用铁夹固定。“由左到右”是先由反应装置（一般在左方）装起，然后依次安装冷凝装置和收集装置（一般在右方）。

一个完整制取乙醚的实验方案就通过几个小环节设计组合而成，这样“先分解，后化合”的实验设计，难度明显降低，符合思维的逻辑性，使学生懂得了探究知识的思路和方法，让学生从基本的实验操作过渡到整体完成化学实验，感到化学实验的乐趣所在。

实验可以帮助学生形成概念和获取知识，因此，在开展实验教学的过程中，教师要调动学生的主体作用，采用适当的教学方式，使学生的思维更活跃，探索热情更加高涨，真正使学习过程变成学生形成积极的情感态度、主动思维和大胆实验的过程，为学生的终身学习和发展打下良好的基础。

实验室制取乙醚的装置图：

注：本实验在教师指导下由学生分小组设计，然后在实验室进行实验。

【参考文献】

1.走进新课程：与课程实施者对话（北京师范大学出版社2002.3）

2.普通高中课程标准实验教科书﹒化学﹒选修5（人民教育出版社）endprint