王澍
摘要:蘇教版《化學2》專題3第二單元“乙醇”一節的實驗教學中,注重對生成性教學資源的挖掘和利用,教師因勢利導,引導學生發現問題、提出假設、方案設計、交流評價,最終使學生通過科學探究的路徑,形成對乙醇與鈉反應特點和產物成分的認識。
關鍵詞:乙醇與鈉反應;氣體產物;實驗探究;教學過程
文章編號:1008-0546(2014)07-0065-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024
一、教學分析
九年級滬教版教材中,從燃料對環境的影響角度初步介紹乙醇是一種清潔的能源[1];蘇教版必修2中,在生物質能的利用中介紹了乙醇的獲得和利用方式,知道乙醇可以和汽油混合后作發動機燃料[2]。
學生知道乙醇的來源、存在及乙醇作為燃料的優點;對乙醇的物理性質和可燃性等化學性質較熟悉;部分學生知道乙醇的分子組成。
二、教學目標
通過對乙醇和金屬鈉反應生成氣體產物的實驗分析,深入了解反應的特點,設計氣體除雜裝置。
通過實驗探究過程的體驗,培養實驗觀察、問題發現、提出假設、實驗方案設計等基本方法素養和科學探究精神。
三、教學流程
四、教學過程
[新課引入]乙醇是生產生活中的常見物質,作為環保型新能源越來越多地被關注。了解乙醇的性質,有利于我們更好地利用這種重要物質。
[演示實驗]向盛有5mL無水乙醇的試管中加入黃豆顆粒大小的金屬鈉。
[學生觀察、總結](1)鈉塊沉在試管底部,說明乙醇的密度小于金屬鈉的密度;(2)鈉塊表面有無色氣泡,說明有氣體生成;(3)反應較緩慢,說明乙醇比水更難電離。
[問題提出]
學生質疑:“根據質量守恒定律,乙醇中有C、H、O三種元素,有可能生成除氫氣以外的可燃性氣體”。
[嘗試探究]試管中產生氣體量較小,改用5號注射器針頭代替玻璃導管(針頭的尖端要用砂紙打磨去掉尖頭),待反應進行一段時間將試管內空氣基本排盡后,點燃生成氣體。
[學生實驗]分別用干冷的小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯罩于火焰上方,如果干冷的小燒杯內壁有水珠或水霧,而蘸有澄清石灰水的小燒杯內壁的液滴不變混濁,則證明生成的氣體是氫氣。
[教師引導]實驗結果大大出乎意料,是什么原因使小燒杯內壁的澄清石灰水也變混濁?
[提出假設]乙醇與鈉反應生成氫氣氣體中有乙醇氣體。
[資料查閱]學生分組,資料查閱,信息匯總:①乙醇與鈉反應為放熱反應;②乙醇易揮發,沸點78.5℃;③乙醇具有一定的還原性,可以與酸性重鉻酸鉀溶液(Cr2O72-)發生氧化還原反應,且伴有顏色變化[3]。④乙醇能和一些無機鹽反應生成醇化物,如:無水CaCl2等發生反應生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。
[學生分析]由于反應放熱,且乙醇易揮發,導致乙醇與金屬鈉反應生成的氫氣中往往伴有大量的乙醇蒸氣。
[教師引導]如何運用資料信息設計實驗驗證假設呢?如何防止乙醇蒸氣對實驗現象的影響呢?請同學們設計實驗方案。
[實驗方案設計]
甲組學生設計方案(主要裝置如左圖):
用試管取3mL無水乙醇,先將其放入盛有冷水的燒杯中5分鐘,然后將金屬鈉放入乙醇中,將生成氣體通入酸性K2Cr2O7 溶液中,溶液不變色,證明冷水可以防止乙醇蒸氣揮發。
冰塊將試管內乙醇蒸氣的溫度降下來后,點燃氣體,用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗產物中只有水生成。
乙組學生設計方案:
在裝有3mLH2SO4 的試管中加入5-6顆的Zn粒,將產生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液,證明氫氣不能與酸性K2Cr2O7溶液反應顏色發生變化。
在裝有3mL無水乙醇的試管中加入1粒黃豆大小的金屬鈉,迅速塞上帶有5號針頭的橡皮塞,并將產生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液,溶液顏色由橙紅色變為綠色,證明乙醇和鈉反應由于放熱導致氫氣中混有乙醇蒸氣。
用試管取3mL無水乙醇,先將其放入盛有冰塊的燒杯中5分鐘,然后將金屬鈉放入乙醇中,待反應進行一段時間后(由于一溫度較低,反應速度較慢),點燃針頭尖端的氣體。利用干冷的小燒杯和蘸有澄清石灰水(玻璃棒下端端懸有半滴溶液)的玻璃棒檢驗燃燒產物(見左上圖)。
丙組學生設計方案(主要裝置如左圖):
自制乙醇蒸氣吸收球:用細密塑料紗網或紗布包住無水CaCl2制成比食管口稍大些的吸收球,并在扎口處系一根棉線。
在裝有5mL無水乙醇的具支試管中加入1粒比黃豆稍大的金屬鈉,迅速塞上吸收球,塞上裝有5號針頭的橡皮塞,反應一段時間口,點燃生氣氣體,并用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗產物中只有水生成。
[師生共同總結評價]
甲組設計方案較好地驗證了假設,提出了防止乙醇蒸氣的形成的方法。意圖通過降低反應體系的溫度來消除乙醇蒸氣,取得了一定的實驗效果。但是降低了反應體系溫度,產生氫氣速率減低,較難保證氫氣的流量,火苗過小甚至中斷的現象比較多見。
乙組設計方案也較好的驗證了假設,提出了防止乙醇蒸氣形成的方法,且更加嚴謹。首先證實氫氣不能使酸性K2Cr2O7溶液顏色發生變化,再將乙醇和鈉反應產生的氣體通入酸性K2Cr2O7溶液,溶液顏色變化,證明生成的氫氣中混有乙醇蒸氣。利用蘸有澄清石灰水(玻璃棒下端懸有半滴溶液)的玻璃棒檢驗燃燒產物中二氧化碳是否存在,現象更加明顯,是該組設計的亮點。
丙組同學利用了資料信息中“無水CaCl2等發生反應生成CaCl2·4C2H5OH等”,設計方案中的自制乙醇蒸氣吸收球是很好的創意,有效地解決了乙醇蒸氣對實驗現象的影響。
各組設計方案各有特色,各有千秋,如果能將各組方案有機融合,能形成更為合理完善的方案。
[交流提升]同學們分工協作,通過對問題的發現、形成假設之后的資料檢索,組內同學積極思考,在課堂上展示出研究成果令人欣喜。通過酸性K2Cr2O7溶液驗證乙醇蒸氣的存在,通過自制吸收球消除氫氣中的乙醇氣體,通過蘸有澄清石灰水的玻璃棒檢驗有無二氧化碳的存在等等,都是同學們智慧火花相互碰撞的結果。
五、教后記
實驗教學設計是對實驗探究過程前瞻性的準備,實驗教學實施是對過程情境變化的靈活順應,實驗教學過程應該是預設和生成相輔相成的結果。我們應重視學生在實驗探究過程中引發的新問題,深度挖掘教學資源,發揮化學實驗的強大功能,強化學生的主體性。實驗教學設計既要有意識地通過問題設計引導學生的探究活動,更要讓學生親身經歷探究過程并從中發現問題、提出問題、解決問題,引導學生通過實驗探究對生成性教學資源進行挖掘,體現實驗探究的動態生成。
參考文獻
[1] 中學化學國家課程標準研制組. 義務教育教科書化學九年級下冊[M]. 上海:上海教育出版社, 2012:77
[2] 王祖浩. 普通高中課程標準實驗教科書化學2 [M]. 江蘇教育出版社, 2013:
[3] 李景寧主編. 有機化學上冊[M]. 北京:高等教育出版社, 2011:284
[4] 李景寧主編. 有機化學上冊[M]. 北京:高等教育出版社, 2011:293endprint
摘要:蘇教版《化學2》專題3第二單元“乙醇”一節的實驗教學中,注重對生成性教學資源的挖掘和利用,教師因勢利導,引導學生發現問題、提出假設、方案設計、交流評價,最終使學生通過科學探究的路徑,形成對乙醇與鈉反應特點和產物成分的認識。
關鍵詞:乙醇與鈉反應;氣體產物;實驗探究;教學過程
文章編號:1008-0546(2014)07-0065-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024
一、教學分析
九年級滬教版教材中,從燃料對環境的影響角度初步介紹乙醇是一種清潔的能源[1];蘇教版必修2中,在生物質能的利用中介紹了乙醇的獲得和利用方式,知道乙醇可以和汽油混合后作發動機燃料[2]。
學生知道乙醇的來源、存在及乙醇作為燃料的優點;對乙醇的物理性質和可燃性等化學性質較熟悉;部分學生知道乙醇的分子組成。
二、教學目標
通過對乙醇和金屬鈉反應生成氣體產物的實驗分析,深入了解反應的特點,設計氣體除雜裝置。
通過實驗探究過程的體驗,培養實驗觀察、問題發現、提出假設、實驗方案設計等基本方法素養和科學探究精神。
三、教學流程
四、教學過程
[新課引入]乙醇是生產生活中的常見物質,作為環保型新能源越來越多地被關注。了解乙醇的性質,有利于我們更好地利用這種重要物質。
[演示實驗]向盛有5mL無水乙醇的試管中加入黃豆顆粒大小的金屬鈉。
[學生觀察、總結](1)鈉塊沉在試管底部,說明乙醇的密度小于金屬鈉的密度;(2)鈉塊表面有無色氣泡,說明有氣體生成;(3)反應較緩慢,說明乙醇比水更難電離。
[問題提出]
學生質疑:“根據質量守恒定律,乙醇中有C、H、O三種元素,有可能生成除氫氣以外的可燃性氣體”。
[嘗試探究]試管中產生氣體量較小,改用5號注射器針頭代替玻璃導管(針頭的尖端要用砂紙打磨去掉尖頭),待反應進行一段時間將試管內空氣基本排盡后,點燃生成氣體。
[學生實驗]分別用干冷的小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯罩于火焰上方,如果干冷的小燒杯內壁有水珠或水霧,而蘸有澄清石灰水的小燒杯內壁的液滴不變混濁,則證明生成的氣體是氫氣。
[教師引導]實驗結果大大出乎意料,是什么原因使小燒杯內壁的澄清石灰水也變混濁?
[提出假設]乙醇與鈉反應生成氫氣氣體中有乙醇氣體。
[資料查閱]學生分組,資料查閱,信息匯總:①乙醇與鈉反應為放熱反應;②乙醇易揮發,沸點78.5℃;③乙醇具有一定的還原性,可以與酸性重鉻酸鉀溶液(Cr2O72-)發生氧化還原反應,且伴有顏色變化[3]。④乙醇能和一些無機鹽反應生成醇化物,如:無水CaCl2等發生反應生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。
[學生分析]由于反應放熱,且乙醇易揮發,導致乙醇與金屬鈉反應生成的氫氣中往往伴有大量的乙醇蒸氣。
[教師引導]如何運用資料信息設計實驗驗證假設呢?如何防止乙醇蒸氣對實驗現象的影響呢?請同學們設計實驗方案。
[實驗方案設計]
甲組學生設計方案(主要裝置如左圖):
用試管取3mL無水乙醇,先將其放入盛有冷水的燒杯中5分鐘,然后將金屬鈉放入乙醇中,將生成氣體通入酸性K2Cr2O7 溶液中,溶液不變色,證明冷水可以防止乙醇蒸氣揮發。
冰塊將試管內乙醇蒸氣的溫度降下來后,點燃氣體,用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗產物中只有水生成。
乙組學生設計方案:
在裝有3mLH2SO4 的試管中加入5-6顆的Zn粒,將產生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液,證明氫氣不能與酸性K2Cr2O7溶液反應顏色發生變化。
在裝有3mL無水乙醇的試管中加入1粒黃豆大小的金屬鈉,迅速塞上帶有5號針頭的橡皮塞,并將產生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液,溶液顏色由橙紅色變為綠色,證明乙醇和鈉反應由于放熱導致氫氣中混有乙醇蒸氣。
用試管取3mL無水乙醇,先將其放入盛有冰塊的燒杯中5分鐘,然后將金屬鈉放入乙醇中,待反應進行一段時間后(由于一溫度較低,反應速度較慢),點燃針頭尖端的氣體。利用干冷的小燒杯和蘸有澄清石灰水(玻璃棒下端端懸有半滴溶液)的玻璃棒檢驗燃燒產物(見左上圖)。
丙組學生設計方案(主要裝置如左圖):
自制乙醇蒸氣吸收球:用細密塑料紗網或紗布包住無水CaCl2制成比食管口稍大些的吸收球,并在扎口處系一根棉線。
在裝有5mL無水乙醇的具支試管中加入1粒比黃豆稍大的金屬鈉,迅速塞上吸收球,塞上裝有5號針頭的橡皮塞,反應一段時間口,點燃生氣氣體,并用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗產物中只有水生成。
[師生共同總結評價]
甲組設計方案較好地驗證了假設,提出了防止乙醇蒸氣的形成的方法。意圖通過降低反應體系的溫度來消除乙醇蒸氣,取得了一定的實驗效果。但是降低了反應體系溫度,產生氫氣速率減低,較難保證氫氣的流量,火苗過小甚至中斷的現象比較多見。
乙組設計方案也較好的驗證了假設,提出了防止乙醇蒸氣形成的方法,且更加嚴謹。首先證實氫氣不能使酸性K2Cr2O7溶液顏色發生變化,再將乙醇和鈉反應產生的氣體通入酸性K2Cr2O7溶液,溶液顏色變化,證明生成的氫氣中混有乙醇蒸氣。利用蘸有澄清石灰水(玻璃棒下端懸有半滴溶液)的玻璃棒檢驗燃燒產物中二氧化碳是否存在,現象更加明顯,是該組設計的亮點。
丙組同學利用了資料信息中“無水CaCl2等發生反應生成CaCl2·4C2H5OH等”,設計方案中的自制乙醇蒸氣吸收球是很好的創意,有效地解決了乙醇蒸氣對實驗現象的影響。
各組設計方案各有特色,各有千秋,如果能將各組方案有機融合,能形成更為合理完善的方案。
[交流提升]同學們分工協作,通過對問題的發現、形成假設之后的資料檢索,組內同學積極思考,在課堂上展示出研究成果令人欣喜。通過酸性K2Cr2O7溶液驗證乙醇蒸氣的存在,通過自制吸收球消除氫氣中的乙醇氣體,通過蘸有澄清石灰水的玻璃棒檢驗有無二氧化碳的存在等等,都是同學們智慧火花相互碰撞的結果。
五、教后記
實驗教學設計是對實驗探究過程前瞻性的準備,實驗教學實施是對過程情境變化的靈活順應,實驗教學過程應該是預設和生成相輔相成的結果。我們應重視學生在實驗探究過程中引發的新問題,深度挖掘教學資源,發揮化學實驗的強大功能,強化學生的主體性。實驗教學設計既要有意識地通過問題設計引導學生的探究活動,更要讓學生親身經歷探究過程并從中發現問題、提出問題、解決問題,引導學生通過實驗探究對生成性教學資源進行挖掘,體現實驗探究的動態生成。
參考文獻
[1] 中學化學國家課程標準研制組. 義務教育教科書化學九年級下冊[M]. 上海:上海教育出版社, 2012:77
[2] 王祖浩. 普通高中課程標準實驗教科書化學2 [M]. 江蘇教育出版社, 2013:
[3] 李景寧主編. 有機化學上冊[M]. 北京:高等教育出版社, 2011:284
[4] 李景寧主編. 有機化學上冊[M]. 北京:高等教育出版社, 2011:293endprint
摘要:蘇教版《化學2》專題3第二單元“乙醇”一節的實驗教學中,注重對生成性教學資源的挖掘和利用,教師因勢利導,引導學生發現問題、提出假設、方案設計、交流評價,最終使學生通過科學探究的路徑,形成對乙醇與鈉反應特點和產物成分的認識。
關鍵詞:乙醇與鈉反應;氣體產物;實驗探究;教學過程
文章編號:1008-0546(2014)07-0065-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024
一、教學分析
九年級滬教版教材中,從燃料對環境的影響角度初步介紹乙醇是一種清潔的能源[1];蘇教版必修2中,在生物質能的利用中介紹了乙醇的獲得和利用方式,知道乙醇可以和汽油混合后作發動機燃料[2]。
學生知道乙醇的來源、存在及乙醇作為燃料的優點;對乙醇的物理性質和可燃性等化學性質較熟悉;部分學生知道乙醇的分子組成。
二、教學目標
通過對乙醇和金屬鈉反應生成氣體產物的實驗分析,深入了解反應的特點,設計氣體除雜裝置。
通過實驗探究過程的體驗,培養實驗觀察、問題發現、提出假設、實驗方案設計等基本方法素養和科學探究精神。
三、教學流程
四、教學過程
[新課引入]乙醇是生產生活中的常見物質,作為環保型新能源越來越多地被關注。了解乙醇的性質,有利于我們更好地利用這種重要物質。
[演示實驗]向盛有5mL無水乙醇的試管中加入黃豆顆粒大小的金屬鈉。
[學生觀察、總結](1)鈉塊沉在試管底部,說明乙醇的密度小于金屬鈉的密度;(2)鈉塊表面有無色氣泡,說明有氣體生成;(3)反應較緩慢,說明乙醇比水更難電離。
[問題提出]
學生質疑:“根據質量守恒定律,乙醇中有C、H、O三種元素,有可能生成除氫氣以外的可燃性氣體”。
[嘗試探究]試管中產生氣體量較小,改用5號注射器針頭代替玻璃導管(針頭的尖端要用砂紙打磨去掉尖頭),待反應進行一段時間將試管內空氣基本排盡后,點燃生成氣體。
[學生實驗]分別用干冷的小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯罩于火焰上方,如果干冷的小燒杯內壁有水珠或水霧,而蘸有澄清石灰水的小燒杯內壁的液滴不變混濁,則證明生成的氣體是氫氣。
[教師引導]實驗結果大大出乎意料,是什么原因使小燒杯內壁的澄清石灰水也變混濁?
[提出假設]乙醇與鈉反應生成氫氣氣體中有乙醇氣體。
[資料查閱]學生分組,資料查閱,信息匯總:①乙醇與鈉反應為放熱反應;②乙醇易揮發,沸點78.5℃;③乙醇具有一定的還原性,可以與酸性重鉻酸鉀溶液(Cr2O72-)發生氧化還原反應,且伴有顏色變化[3]。④乙醇能和一些無機鹽反應生成醇化物,如:無水CaCl2等發生反應生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。
[學生分析]由于反應放熱,且乙醇易揮發,導致乙醇與金屬鈉反應生成的氫氣中往往伴有大量的乙醇蒸氣。
[教師引導]如何運用資料信息設計實驗驗證假設呢?如何防止乙醇蒸氣對實驗現象的影響呢?請同學們設計實驗方案。
[實驗方案設計]
甲組學生設計方案(主要裝置如左圖):
用試管取3mL無水乙醇,先將其放入盛有冷水的燒杯中5分鐘,然后將金屬鈉放入乙醇中,將生成氣體通入酸性K2Cr2O7 溶液中,溶液不變色,證明冷水可以防止乙醇蒸氣揮發。
冰塊將試管內乙醇蒸氣的溫度降下來后,點燃氣體,用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗產物中只有水生成。
乙組學生設計方案:
在裝有3mLH2SO4 的試管中加入5-6顆的Zn粒,將產生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液,證明氫氣不能與酸性K2Cr2O7溶液反應顏色發生變化。
在裝有3mL無水乙醇的試管中加入1粒黃豆大小的金屬鈉,迅速塞上帶有5號針頭的橡皮塞,并將產生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液,溶液顏色由橙紅色變為綠色,證明乙醇和鈉反應由于放熱導致氫氣中混有乙醇蒸氣。
用試管取3mL無水乙醇,先將其放入盛有冰塊的燒杯中5分鐘,然后將金屬鈉放入乙醇中,待反應進行一段時間后(由于一溫度較低,反應速度較慢),點燃針頭尖端的氣體。利用干冷的小燒杯和蘸有澄清石灰水(玻璃棒下端端懸有半滴溶液)的玻璃棒檢驗燃燒產物(見左上圖)。
丙組學生設計方案(主要裝置如左圖):
自制乙醇蒸氣吸收球:用細密塑料紗網或紗布包住無水CaCl2制成比食管口稍大些的吸收球,并在扎口處系一根棉線。
在裝有5mL無水乙醇的具支試管中加入1粒比黃豆稍大的金屬鈉,迅速塞上吸收球,塞上裝有5號針頭的橡皮塞,反應一段時間口,點燃生氣氣體,并用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗產物中只有水生成。
[師生共同總結評價]
甲組設計方案較好地驗證了假設,提出了防止乙醇蒸氣的形成的方法。意圖通過降低反應體系的溫度來消除乙醇蒸氣,取得了一定的實驗效果。但是降低了反應體系溫度,產生氫氣速率減低,較難保證氫氣的流量,火苗過小甚至中斷的現象比較多見。
乙組設計方案也較好的驗證了假設,提出了防止乙醇蒸氣形成的方法,且更加嚴謹。首先證實氫氣不能使酸性K2Cr2O7溶液顏色發生變化,再將乙醇和鈉反應產生的氣體通入酸性K2Cr2O7溶液,溶液顏色變化,證明生成的氫氣中混有乙醇蒸氣。利用蘸有澄清石灰水(玻璃棒下端懸有半滴溶液)的玻璃棒檢驗燃燒產物中二氧化碳是否存在,現象更加明顯,是該組設計的亮點。
丙組同學利用了資料信息中“無水CaCl2等發生反應生成CaCl2·4C2H5OH等”,設計方案中的自制乙醇蒸氣吸收球是很好的創意,有效地解決了乙醇蒸氣對實驗現象的影響。
各組設計方案各有特色,各有千秋,如果能將各組方案有機融合,能形成更為合理完善的方案。
[交流提升]同學們分工協作,通過對問題的發現、形成假設之后的資料檢索,組內同學積極思考,在課堂上展示出研究成果令人欣喜。通過酸性K2Cr2O7溶液驗證乙醇蒸氣的存在,通過自制吸收球消除氫氣中的乙醇氣體,通過蘸有澄清石灰水的玻璃棒檢驗有無二氧化碳的存在等等,都是同學們智慧火花相互碰撞的結果。
五、教后記
實驗教學設計是對實驗探究過程前瞻性的準備,實驗教學實施是對過程情境變化的靈活順應,實驗教學過程應該是預設和生成相輔相成的結果。我們應重視學生在實驗探究過程中引發的新問題,深度挖掘教學資源,發揮化學實驗的強大功能,強化學生的主體性。實驗教學設計既要有意識地通過問題設計引導學生的探究活動,更要讓學生親身經歷探究過程并從中發現問題、提出問題、解決問題,引導學生通過實驗探究對生成性教學資源進行挖掘,體現實驗探究的動態生成。
參考文獻
[1] 中學化學國家課程標準研制組. 義務教育教科書化學九年級下冊[M]. 上海:上海教育出版社, 2012:77
[2] 王祖浩. 普通高中課程標準實驗教科書化學2 [M]. 江蘇教育出版社, 2013:
[3] 李景寧主編. 有機化學上冊[M]. 北京:高等教育出版社, 2011:284
[4] 李景寧主編. 有機化學上冊[M]. 北京:高等教育出版社, 2011:293endprint