“乙醇與鈉反應(yīng)氣體產(chǎn)物成分的探究”教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

王澍

摘要：蘇教版《化學(xué)2》專題3第二單元“乙醇”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重對生成性教學(xué)資源的挖掘和利用，教師因勢利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、方案設(shè)計(jì)、交流評價，最終使學(xué)生通過科學(xué)探究的路徑，形成對乙醇與鈉反應(yīng)特點(diǎn)和產(chǎn)物成分的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：乙醇與鈉反應(yīng)；氣體產(chǎn)物；實(shí)驗(yàn)探究；教學(xué)過程

文章編號：1008-0546（2014）07-0065-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024

一、教學(xué)分析

九年級滬教版教材中，從燃料對環(huán)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(zhì)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(fā)動機(jī)燃料[2]。

學(xué)生知道乙醇的來源、存在及乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)；對乙醇的物理性質(zhì)和可燃性等化學(xué)性質(zhì)較熟悉；部分學(xué)生知道乙醇的分子組成。

二、教學(xué)目標(biāo)

通過對乙醇和金屬鈉反應(yīng)生成氣體產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)分析，深入了解反應(yīng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)氣體除雜裝置。

通過實(shí)驗(yàn)探究過程的體驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察、問題發(fā)現(xiàn)、提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等基本方法素養(yǎng)和科學(xué)探究精神。

三、教學(xué)流程

四、教學(xué)過程

[新課引入]乙醇是生產(chǎn)生活中的常見物質(zhì)，作為環(huán)保型新能源越來越多地被關(guān)注。了解乙醇的性質(zhì)，有利于我們更好地利用這種重要物質(zhì)。

[演示實(shí)驗(yàn)]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(xué)生觀察、總結(jié)]（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(yīng)較緩慢，說明乙醇比水更難電離。

[問題提出]

學(xué)生質(zhì)疑：“根據(jù)質(zhì)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(chǎn)生氣體量較小，改用5號注射器針頭代替玻璃導(dǎo)管（針頭的尖端要用砂紙打磨去掉尖頭），待反應(yīng)進(jìn)行一段時間將試管內(nèi)空氣基本排盡后，點(diǎn)燃生成氣體。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]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(nèi)壁有水珠或水霧，而蘸有澄清石灰水的小燒杯內(nèi)壁的液滴不變混濁，則證明生成的氣體是氫氣。

[教師引導(dǎo)]實(shí)驗(yàn)結(jié)果大大出乎意料，是什么原因使小燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水也變混濁？

[提出假設(shè)]乙醇與鈉反應(yīng)生成氫氣氣體中有乙醇?xì)怏w。

[資料查閱]學(xué)生分組，資料查閱，信息匯總：①乙醇與鈉反應(yīng)為放熱反應(yīng)；②乙醇易揮發(fā)，沸點(diǎn)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(fā)生氧化還原反應(yīng)，且伴有顏色變化[3]。④乙醇能和一些無機(jī)鹽反應(yīng)生成醇化物，如：無水CaCl2等發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。

[學(xué)生分析]由于反應(yīng)放熱，且乙醇易揮發(fā)，導(dǎo)致乙醇與金屬鈉反應(yīng)生成的氫氣中往往伴有大量的乙醇蒸氣。

[教師引導(dǎo)]如何運(yùn)用資料信息設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)呢？如何防止乙醇蒸氣對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響呢？請同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

[實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)]

甲組學(xué)生設(shè)計(jì)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(fā)。

冰塊將試管內(nèi)乙醇蒸氣的溫度降下來后，點(diǎn)燃?xì)怏w，用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗(yàn)產(chǎn)物中只有水生成。

乙組學(xué)生設(shè)計(jì)方案：

在裝有3mLH2SO4 的試管中加入5-6顆的Zn粒，將產(chǎn)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(yīng)顏色發(fā)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(chǎn)生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，溶液顏色由橙紅色變?yōu)榫G色，證明乙醇和鈉反應(yīng)由于放熱導(dǎo)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(yīng)進(jìn)行一段時間后（由于一溫度較低，反應(yīng)速度較慢），點(diǎn)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(yàn)燃燒產(chǎn)物（見左上圖）。

丙組學(xué)生設(shè)計(jì)方案（主要裝置如左圖）：

自制乙醇蒸氣吸收球：用細(xì)密塑料紗網(wǎng)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(yīng)一段時間口，點(diǎn)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(yàn)產(chǎn)物中只有水生成。

[師生共同總結(jié)評價]

甲組設(shè)計(jì)方案較好地驗(yàn)證了假設(shè)，提出了防止乙醇蒸氣的形成的方法。意圖通過降低反應(yīng)體系的溫度來消除乙醇蒸氣，取得了一定的實(shí)驗(yàn)效果。但是降低了反應(yīng)體系溫度，產(chǎn)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(xiàn)象比較多見。

乙組設(shè)計(jì)方案也較好的驗(yàn)證了假設(shè)，提出了防止乙醇蒸氣形成的方法，且更加嚴(yán)謹(jǐn)。首先證實(shí)氫氣不能使酸性K2Cr2O7溶液顏色發(fā)生變化，再將乙醇和鈉反應(yīng)產(chǎn)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(yàn)燃燒產(chǎn)物中二氧化碳是否存在，現(xiàn)象更加明顯，是該組設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。

丙組同學(xué)利用了資料信息中“無水CaCl2等發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2·4C2H5OH等”，設(shè)計(jì)方案中的自制乙醇蒸氣吸收球是很好的創(chuàng)意，有效地解決了乙醇蒸氣對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響。

各組設(shè)計(jì)方案各有特色，各有千秋，如果能將各組方案有機(jī)融合，能形成更為合理完善的方案。

[交流提升]同學(xué)們分工協(xié)作，通過對問題的發(fā)現(xiàn)、形成假設(shè)之后的資料檢索，組內(nèi)同學(xué)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(yàn)證乙醇蒸氣的存在，通過自制吸收球消除氫氣中的乙醇?xì)怏w，通過蘸有澄清石灰水的玻璃棒檢驗(yàn)有無二氧化碳的存在等等，都是同學(xué)們智慧火花相互碰撞的結(jié)果。

五、教后記

實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)是對實(shí)驗(yàn)探究過程前瞻性的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施是對過程情境變化的靈活順應(yīng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程應(yīng)該是預(yù)設(shè)和生成相輔相成的結(jié)果。我們應(yīng)重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中引發(fā)的新問題，深度挖掘教學(xué)資源，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)大功能，強(qiáng)化學(xué)生的主體性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)既要有意識地通過問題設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生的探究活動，更要讓學(xué)生親身經(jīng)歷探究過程并從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究對生成性教學(xué)資源進(jìn)行挖掘，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的動態(tài)生成。

參考文獻(xiàn)

[1] 中學(xué)化學(xué)國家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組. 義務(wù)教育教科書化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2 [M]. 江蘇教育出版社， 2013：

[3] 李景寧主編. 有機(jī)化學(xué)上冊[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：284

[4] 李景寧主編. 有機(jī)化學(xué)上冊[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：293endprint

摘要：蘇教版《化學(xué)2》專題3第二單元“乙醇”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重對生成性教學(xué)資源的挖掘和利用，教師因勢利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、方案設(shè)計(jì)、交流評價，最終使學(xué)生通過科學(xué)探究的路徑，形成對乙醇與鈉反應(yīng)特點(diǎn)和產(chǎn)物成分的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：乙醇與鈉反應(yīng)；氣體產(chǎn)物；實(shí)驗(yàn)探究；教學(xué)過程

文章編號：1008-0546（2014）07-0065-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024

一、教學(xué)分析

九年級滬教版教材中，從燃料對環(huán)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(zhì)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(fā)動機(jī)燃料[2]。

學(xué)生知道乙醇的來源、存在及乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)；對乙醇的物理性質(zhì)和可燃性等化學(xué)性質(zhì)較熟悉；部分學(xué)生知道乙醇的分子組成。

二、教學(xué)目標(biāo)

通過對乙醇和金屬鈉反應(yīng)生成氣體產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)分析，深入了解反應(yīng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)氣體除雜裝置。

通過實(shí)驗(yàn)探究過程的體驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察、問題發(fā)現(xiàn)、提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等基本方法素養(yǎng)和科學(xué)探究精神。

三、教學(xué)流程

四、教學(xué)過程

[新課引入]乙醇是生產(chǎn)生活中的常見物質(zhì)，作為環(huán)保型新能源越來越多地被關(guān)注。了解乙醇的性質(zhì)，有利于我們更好地利用這種重要物質(zhì)。

[演示實(shí)驗(yàn)]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(xué)生觀察、總結(jié)]（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(yīng)較緩慢，說明乙醇比水更難電離。

[問題提出]

學(xué)生質(zhì)疑：“根據(jù)質(zhì)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(chǎn)生氣體量較小，改用5號注射器針頭代替玻璃導(dǎo)管（針頭的尖端要用砂紙打磨去掉尖頭），待反應(yīng)進(jìn)行一段時間將試管內(nèi)空氣基本排盡后，點(diǎn)燃生成氣體。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]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(nèi)壁有水珠或水霧，而蘸有澄清石灰水的小燒杯內(nèi)壁的液滴不變混濁，則證明生成的氣體是氫氣。

[教師引導(dǎo)]實(shí)驗(yàn)結(jié)果大大出乎意料，是什么原因使小燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水也變混濁？

[提出假設(shè)]乙醇與鈉反應(yīng)生成氫氣氣體中有乙醇?xì)怏w。

[資料查閱]學(xué)生分組，資料查閱，信息匯總：①乙醇與鈉反應(yīng)為放熱反應(yīng)；②乙醇易揮發(fā)，沸點(diǎn)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(fā)生氧化還原反應(yīng)，且伴有顏色變化[3]。④乙醇能和一些無機(jī)鹽反應(yīng)生成醇化物，如：無水CaCl2等發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。

[學(xué)生分析]由于反應(yīng)放熱，且乙醇易揮發(fā)，導(dǎo)致乙醇與金屬鈉反應(yīng)生成的氫氣中往往伴有大量的乙醇蒸氣。

[教師引導(dǎo)]如何運(yùn)用資料信息設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)呢？如何防止乙醇蒸氣對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響呢？請同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

[實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)]

甲組學(xué)生設(shè)計(jì)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(fā)。

冰塊將試管內(nèi)乙醇蒸氣的溫度降下來后，點(diǎn)燃?xì)怏w，用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗(yàn)產(chǎn)物中只有水生成。

乙組學(xué)生設(shè)計(jì)方案：

在裝有3mLH2SO4 的試管中加入5-6顆的Zn粒，將產(chǎn)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(yīng)顏色發(fā)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(chǎn)生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，溶液顏色由橙紅色變?yōu)榫G色，證明乙醇和鈉反應(yīng)由于放熱導(dǎo)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(yīng)進(jìn)行一段時間后（由于一溫度較低，反應(yīng)速度較慢），點(diǎn)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(yàn)燃燒產(chǎn)物（見左上圖）。

丙組學(xué)生設(shè)計(jì)方案（主要裝置如左圖）：

自制乙醇蒸氣吸收球：用細(xì)密塑料紗網(wǎng)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(yīng)一段時間口，點(diǎn)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(yàn)產(chǎn)物中只有水生成。

[師生共同總結(jié)評價]

甲組設(shè)計(jì)方案較好地驗(yàn)證了假設(shè)，提出了防止乙醇蒸氣的形成的方法。意圖通過降低反應(yīng)體系的溫度來消除乙醇蒸氣，取得了一定的實(shí)驗(yàn)效果。但是降低了反應(yīng)體系溫度，產(chǎn)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(xiàn)象比較多見。

乙組設(shè)計(jì)方案也較好的驗(yàn)證了假設(shè)，提出了防止乙醇蒸氣形成的方法，且更加嚴(yán)謹(jǐn)。首先證實(shí)氫氣不能使酸性K2Cr2O7溶液顏色發(fā)生變化，再將乙醇和鈉反應(yīng)產(chǎn)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(yàn)燃燒產(chǎn)物中二氧化碳是否存在，現(xiàn)象更加明顯，是該組設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。

丙組同學(xué)利用了資料信息中“無水CaCl2等發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2·4C2H5OH等”，設(shè)計(jì)方案中的自制乙醇蒸氣吸收球是很好的創(chuàng)意，有效地解決了乙醇蒸氣對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響。

各組設(shè)計(jì)方案各有特色，各有千秋，如果能將各組方案有機(jī)融合，能形成更為合理完善的方案。

[交流提升]同學(xué)們分工協(xié)作，通過對問題的發(fā)現(xiàn)、形成假設(shè)之后的資料檢索，組內(nèi)同學(xué)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(yàn)證乙醇蒸氣的存在，通過自制吸收球消除氫氣中的乙醇?xì)怏w，通過蘸有澄清石灰水的玻璃棒檢驗(yàn)有無二氧化碳的存在等等，都是同學(xué)們智慧火花相互碰撞的結(jié)果。

五、教后記

實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)是對實(shí)驗(yàn)探究過程前瞻性的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施是對過程情境變化的靈活順應(yīng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程應(yīng)該是預(yù)設(shè)和生成相輔相成的結(jié)果。我們應(yīng)重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中引發(fā)的新問題，深度挖掘教學(xué)資源，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)大功能，強(qiáng)化學(xué)生的主體性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)既要有意識地通過問題設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生的探究活動，更要讓學(xué)生親身經(jīng)歷探究過程并從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究對生成性教學(xué)資源進(jìn)行挖掘，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的動態(tài)生成。

參考文獻(xiàn)

[1] 中學(xué)化學(xué)國家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組. 義務(wù)教育教科書化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2 [M]. 江蘇教育出版社， 2013：

[3] 李景寧主編. 有機(jī)化學(xué)上冊[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：284

[4] 李景寧主編. 有機(jī)化學(xué)上冊[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：293endprint

摘要：蘇教版《化學(xué)2》專題3第二單元“乙醇”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，注重對生成性教學(xué)資源的挖掘和利用，教師因勢利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、方案設(shè)計(jì)、交流評價，最終使學(xué)生通過科學(xué)探究的路徑，形成對乙醇與鈉反應(yīng)特點(diǎn)和產(chǎn)物成分的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：乙醇與鈉反應(yīng)；氣體產(chǎn)物；實(shí)驗(yàn)探究；教學(xué)過程

文章編號：1008-0546（2014）07-0065-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024

一、教學(xué)分析

九年級滬教版教材中，從燃料對環(huán)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(zhì)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(fā)動機(jī)燃料[2]。

學(xué)生知道乙醇的來源、存在及乙醇作為燃料的優(yōu)點(diǎn)；對乙醇的物理性質(zhì)和可燃性等化學(xué)性質(zhì)較熟悉；部分學(xué)生知道乙醇的分子組成。

二、教學(xué)目標(biāo)

通過對乙醇和金屬鈉反應(yīng)生成氣體產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)分析，深入了解反應(yīng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)氣體除雜裝置。

通過實(shí)驗(yàn)探究過程的體驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察、問題發(fā)現(xiàn)、提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等基本方法素養(yǎng)和科學(xué)探究精神。

三、教學(xué)流程

四、教學(xué)過程

[新課引入]乙醇是生產(chǎn)生活中的常見物質(zhì)，作為環(huán)保型新能源越來越多地被關(guān)注。了解乙醇的性質(zhì)，有利于我們更好地利用這種重要物質(zhì)。

[演示實(shí)驗(yàn)]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(xué)生觀察、總結(jié)]（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(yīng)較緩慢，說明乙醇比水更難電離。

[問題提出]

學(xué)生質(zhì)疑：“根據(jù)質(zhì)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(chǎn)生氣體量較小，改用5號注射器針頭代替玻璃導(dǎo)管（針頭的尖端要用砂紙打磨去掉尖頭），待反應(yīng)進(jìn)行一段時間將試管內(nèi)空氣基本排盡后，點(diǎn)燃生成氣體。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]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(nèi)壁有水珠或水霧，而蘸有澄清石灰水的小燒杯內(nèi)壁的液滴不變混濁，則證明生成的氣體是氫氣。

[教師引導(dǎo)]實(shí)驗(yàn)結(jié)果大大出乎意料，是什么原因使小燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水也變混濁？

[提出假設(shè)]乙醇與鈉反應(yīng)生成氫氣氣體中有乙醇?xì)怏w。

[資料查閱]學(xué)生分組，資料查閱，信息匯總：①乙醇與鈉反應(yīng)為放熱反應(yīng)；②乙醇易揮發(fā)，沸點(diǎn)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(fā)生氧化還原反應(yīng)，且伴有顏色變化[3]。④乙醇能和一些無機(jī)鹽反應(yīng)生成醇化物，如：無水CaCl2等發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。

[學(xué)生分析]由于反應(yīng)放熱，且乙醇易揮發(fā)，導(dǎo)致乙醇與金屬鈉反應(yīng)生成的氫氣中往往伴有大量的乙醇蒸氣。

[教師引導(dǎo)]如何運(yùn)用資料信息設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)呢？如何防止乙醇蒸氣對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響呢？請同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

[實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)]

甲組學(xué)生設(shè)計(jì)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(fā)。

冰塊將試管內(nèi)乙醇蒸氣的溫度降下來后，點(diǎn)燃?xì)怏w，用干冷小燒杯和蘸有澄清石灰水的小燒杯檢驗(yàn)產(chǎn)物中只有水生成。

乙組學(xué)生設(shè)計(jì)方案：

在裝有3mLH2SO4 的試管中加入5-6顆的Zn粒，將產(chǎn)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(yīng)顏色發(fā)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(chǎn)生的氣體通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，溶液顏色由橙紅色變?yōu)榫G色，證明乙醇和鈉反應(yīng)由于放熱導(dǎo)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(yīng)進(jìn)行一段時間后（由于一溫度較低，反應(yīng)速度較慢），點(diǎn)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(yàn)燃燒產(chǎn)物（見左上圖）。

丙組學(xué)生設(shè)計(jì)方案（主要裝置如左圖）：

自制乙醇蒸氣吸收球：用細(xì)密塑料紗網(wǎng)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(yīng)一段時間口，點(diǎn)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(yàn)產(chǎn)物中只有水生成。

[師生共同總結(jié)評價]

甲組設(shè)計(jì)方案較好地驗(yàn)證了假設(shè)，提出了防止乙醇蒸氣的形成的方法。意圖通過降低反應(yīng)體系的溫度來消除乙醇蒸氣，取得了一定的實(shí)驗(yàn)效果。但是降低了反應(yīng)體系溫度，產(chǎn)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(xiàn)象比較多見。

乙組設(shè)計(jì)方案也較好的驗(yàn)證了假設(shè)，提出了防止乙醇蒸氣形成的方法，且更加嚴(yán)謹(jǐn)。首先證實(shí)氫氣不能使酸性K2Cr2O7溶液顏色發(fā)生變化，再將乙醇和鈉反應(yīng)產(chǎn)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(yàn)燃燒產(chǎn)物中二氧化碳是否存在，現(xiàn)象更加明顯，是該組設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。

丙組同學(xué)利用了資料信息中“無水CaCl2等發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2·4C2H5OH等”，設(shè)計(jì)方案中的自制乙醇蒸氣吸收球是很好的創(chuàng)意，有效地解決了乙醇蒸氣對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響。

各組設(shè)計(jì)方案各有特色，各有千秋，如果能將各組方案有機(jī)融合，能形成更為合理完善的方案。

[交流提升]同學(xué)們分工協(xié)作，通過對問題的發(fā)現(xiàn)、形成假設(shè)之后的資料檢索，組內(nèi)同學(xué)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(yàn)證乙醇蒸氣的存在，通過自制吸收球消除氫氣中的乙醇?xì)怏w，通過蘸有澄清石灰水的玻璃棒檢驗(yàn)有無二氧化碳的存在等等，都是同學(xué)們智慧火花相互碰撞的結(jié)果。

五、教后記

實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)是對實(shí)驗(yàn)探究過程前瞻性的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施是對過程情境變化的靈活順應(yīng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程應(yīng)該是預(yù)設(shè)和生成相輔相成的結(jié)果。我們應(yīng)重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中引發(fā)的新問題，深度挖掘教學(xué)資源，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)大功能，強(qiáng)化學(xué)生的主體性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)既要有意識地通過問題設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生的探究活動，更要讓學(xué)生親身經(jīng)歷探究過程并從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究對生成性教學(xué)資源進(jìn)行挖掘，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的動態(tài)生成。

參考文獻(xiàn)

[1] 中學(xué)化學(xué)國家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組. 義務(wù)教育教科書化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2 [M]. 江蘇教育出版社， 2013：

[3] 李景寧主編. 有機(jī)化學(xué)上冊[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：284

[4] 李景寧主編. 有機(jī)化學(xué)上冊[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：293endprint