乙醇与金属钠反应的实验改进研究

2020-09-10杨海艳

学生学习报 2020年1期

关键词：乙醇装置实验

杨海艳

“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。