乙醇與金屬鈉反應的實驗改進研究

楊海艷

“金屬鈉與乙醇反應實驗”選自人教版化學必修2第3章第3節(jié)“生活中常見的有機物”，屬于典型元素化合物知識中的實驗，具有重要的教學功能與價值。

實驗為乙醇含羥基（-OH）且能與活潑金屬反應放出氫氣的特性提供了有力依據，凸顯鈉的強還原性，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析。

實驗現象豐富，是引導學生進行多方位實驗觀察，提高學生大膽假設、實驗評價、對比分析等探究能力，培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識。

利用金屬鈉與乙醇反應溫和的特點可以排除鈉泄露的險情，也可用此反應制備乙醇鈉，培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任。

一、問題提出

人教版必修2第三章第四節(jié)生活中兩種常見的有機物，這節(jié)中的教科書給出的實驗3-2[1]，在與同學們一起動手做完實驗后，發(fā)現該實驗無法隨時控制反應的發(fā)生和停止，實驗時間長，金屬鈉用量較多，點燃時火焰較小的不足。引發(fā)了我們的思考，怎樣改進呢？

二、研究方法

文獻檢索和實驗實踐

三、研究過程

（一）裝置改進初級階段

同學們圍繞著問題“無法隨時控制反應的發(fā)生和停止，實驗時間長，金屬鈉用量較多，點燃時火焰較小的不足”展開討論，并上網查閱資料。提出自己的改進方案。

（2）實驗結果? 學生每個小組都體會到了實驗的成功帶給自己的成就感，覺得自己也可以設計實驗，可以對乙醇的結構，乙醇與鈉反應的實驗現象、反應本質理解的更深刻。

（3）產生問題

1.無法控制實驗的發(fā)生和停止。

2.鈉塊的用量不好控制。

3. 實驗過程中，乙醇不斷滴落，影響實驗的可觀賞性，同時剩余的無水乙醇較多，造成藥品的浪費。

（二）實驗結果：分別做了乙醇和水與金屬鈉的反應實驗，利用啟普發(fā)生器的原理設計了收口，用脫脂棉做分離固體和液體的“隔板”，控制了反應的發(fā)生和停止。實驗操作方便，安全，實驗藥品用量少，金屬鈉只需要大米粒大小即可，而且剩余的乙醇還可以封存在特制U形管中，下次實驗繼續(xù)使用。

（三）效果評價

本次實驗教學中，珍視個別學生的想法，讓學生親身經歷整個實驗過程，培養(yǎng)實驗設計的能力。也通過這些環(huán)節(jié)，提升了學生的學習能力和創(chuàng)造性思維的能力，這也是學生需要具備的化學核心素養(yǎng)。

乙醇是人教版高中化學必修2第三章中重要的有機物，是有機合成中一種重要的有機物質。從課堂效果來看，學生反應良好，優(yōu)點主要有兩個：

1. “以評價課本實驗為索引，學生為主體”的科學實驗探究過程，實驗、多媒體有機的結合，營造出師生互動的和諧課堂，對提高學生學習化學興趣、培養(yǎng)探究精神具有重要的意義。

2. 從創(chuàng)設求知情景，視頻的引入到實驗裝置改進的探究，從評價課本實驗到自行設計實驗裝置，在教師的引領下學會更深入的思考，教學過程環(huán)環(huán)相扣，從提出問題開始到解決問題為止，能讓學生始終處于不斷思考積極探索的學習情境之中，每個問題的提出、思考、探究切合學生的實際又有一個由易到難的階梯變化，同時將相對獨立的單元通過問題的設計巧妙地串接起來，形成一個完整的知識體系;關注學生主體，重視探究活動，通過學生討論，進行分組實驗，并觀察、記錄實驗現象，分析反應，培養(yǎng)學生實驗能力，實驗觀察、記錄、描述、分析能力。

本節(jié)課只是對學生部分實驗方案進行改進，一定有更多更好的實驗方案，需要師生共同去發(fā)現和創(chuàng)造。

（四）實驗中使用的器材

實驗儀器及用品：特制U形管、移液管、玻璃小瓶、小燒杯、注射器針筒、帶尖嘴的玻璃管、橡膠管、鑷子、小刀、濾紙、玻璃片、濾紙、培養(yǎng)皿、火柴、橡膠塞、夾持裝置等。

實驗藥品：無水乙醇、水、金屬鈉、酚酞試液、泡泡水。

四、實驗改進創(chuàng)新點

與報道的文獻[2]-[3]相比，實驗改進的創(chuàng)新點主要有以下幾點。

（一）把鈉與乙醇的反應用特制U形管裝置完成，安全、操作簡單、現象明顯，易于進行， 實驗成功率高;并有助于學生深入理解鈉與乙醇反應的原理。

（二）該實驗裝置所得氣體不用驗純、節(jié)省時間和藥品。剩余的乙醇可以封存在特制U形管中，下次實驗可用原裝置繼續(xù)實驗，大大節(jié)省了教師準備實驗的時間。

（三）能減少甚至排除乙醇蒸汽對氫氣檢驗結果的干擾。因為所用鈉少，放熱有限，將氣體通入肥皂水后，乙醇蒸汽已液化。

（四）可用于制備、檢驗其他氣體。類似于啟普發(fā)生器，該裝置可用于制備固液常溫反應產生的氣體，如實驗室制備氫氣、氧氣、二氧化碳、二氧化氮、一氧化氮等。

（五）進行相關的定量實驗，由于運用了移液管收集氣體排出的液體，可以進行相關的定量實驗，如反應速率的測定等。

該套裝置已經在教學中使用，得到了廣大師生的認可，在使用的過程中，發(fā)現脫脂棉的用量過多會對實驗現象的觀察帶來干擾，需要進一步完善。用一個多功能實驗裝置完成教材中多個實驗，具有較大的推廣價值。

參考文獻

[1]宋心琦，等.普通高中課程標準實驗教科書必修2[M].北京：人民教育出版社，2007.

[2]李朝章，等.“金屬鈉與乙醇（水）反應”實驗再改進[J].實驗教學與儀器.2019（3）：27～28.

[3]李崇頡，等.鐮刀形量氣裝置及其在測量氣體生成速率實驗中的應用[J].化學教學.2018（2）：58～60.