苯酚与溴水反应的实验设计
2018-10-29陈纯刘潇
陈纯刘潇
(陕西省西安中学,陕西 西安)
人教版高中化学选修五《有机化学基础》第三章第一节第二课时酚的教学中涉及了苯酚与溴水的反应。该演示实验既要让学生掌握苯酚与溴水的取代反应,更要让学生理解有机物分子中取代基对物质性质的影响(羟基活化苯环),因此该实验对学生化学思维的建立尤为重要。
课本中描述到“苯酚与溴的反应很灵敏,可用于苯酚的定性检验和定量测定”,实验3-4的实验步骤也强调“向盛有少量苯酚稀溶液的试管里逐滴加入饱和溴水,边加边振荡”,当溴水中滴入苯酚溶液后,立即有白色沉淀产生。但实际实验过程中,当试剂浓度不相同时,实验现象不相同。实验结果如下:
组别实验药品实验现象
当苯酚饱和溶液中加入少量饱和溴水时,产生的白色沉淀立即消失,是因为生成的2,4,6—三溴苯酚易溶于有机溶剂,即溶解于苯酚溶液中;当继续滴加饱和溴水,可以观察到大量白色沉淀生成;当加入过量饱和溴水时,可以观察到生成的白色沉淀转化为淡黄色沉淀,即2,4,6—三溴苯酚进一步与溴反应生成黄色的2,4,4,6—四溴环己二烯酮。经过大量实验验证,该实验的最佳试剂用量和实验操作可有两种:(1)苯酚溶液的浓度以0.05mol/L-0.1mol/L为宜,溴水为饱和溴水,且逐滴滴加,观察到产生明显的白色沉淀时立即停止滴加;(2)苯酚的饱和溶液中,逐滴0.2-0.3mL饱和溴水即可。
但是,苯酚与溴的实验目的不仅要证明两种物质可以快速发生反应,更重要的是证明有机物分子中取代基对物质性质的影响,苯酚分子中羟基活化了苯环,让苯酚中苯环上的取代反应发生得更容易。因此,该部分的教学设计可以对照苯与溴的反应进行对照实验,进行苯酚与液溴的演示实验,以满足教学需求。具体实验设计如下:
注:液溴用量一定要少,反应放热会导致有少量溴蒸气挥发。
通过对照实验,学生可以通过两个反应的剧烈程度差异,充分认识到苯酚活性强于苯这一结论,进一步引导学生对比苯和苯酚的结构差异,明确羟基对苯环的性质的影响。在此基础上,再由学生完成课本演示实验,为学生准备苯酚稀溶液和饱和溴水,并引导学生将饱和溴水逐滴加入苯酚稀溶液中,观察到白色沉淀的产生,掌握苯酚与溴水反应的实验本质。
化学是一门以实验为基础的学科。而演示实验进行过程中,我们经常会发现实验过程需要不断探究和改进,以保证实验现象更加准确,现象更加明显。但对于部分现象较普通的实验,我们可在安全的前提下,通过实验设计,让学生有更强的视觉冲击,更有效地辅助教学工作。
该实验设计有以下几个优点:(1)微型化实验可有效减少污染问题;(2)将饱和溴水更换为液溴,采用控制变量法,更有效地说明苯酚活性强于苯,让学生对于“取代基之间相互影响”的结论认识更准确;(3)苯酚与液溴、饱和溴水两组实验的对照,也可以让学生对化学实验定量问题的认识更透彻;(4)不同的实验现象增强了学生的实验兴趣,再引导学生分析问题、解决问题,增强了学生的科学探究意识,提升了科学探究能力,有利于培养学生的化学学科素养。