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視頻標(biāo)簽：全國(guó)高中化學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué),說課視頻錄像
所屬欄目：高中化學(xué)說課視頻
視頻課題：第五屆全國(guó)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課視頻錄像《乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法及性質(zhì)檢驗(yàn)》—一種安全簡(jiǎn)便的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案-王曉貴州
教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：第五屆全國(guó)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課視頻錄像《乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法及性質(zhì)檢驗(yàn)》—一種安全簡(jiǎn)便的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案-王曉貴州省安順市第二高級(jí)中學(xué)高中化學(xué)
乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法及性質(zhì)檢驗(yàn)
—— 一種安全簡(jiǎn)便的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案
說課文稿
安順第二高級(jí)中學(xué) 王曉
一、使用教材
人教版高中選修五《有機(jī)化學(xué)》第51頁(yè)[實(shí)驗(yàn)3-1] ，裝置圖如圖1。
圖1 教材中乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法及性質(zhì)檢驗(yàn)裝置圖
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
（一）知識(shí)與技能：制取乙烯并驗(yàn)證乙烯能發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。
（二）過程與方法：通過發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的不足，引發(fā)學(xué)生思考、分析、討論、探究、驗(yàn)證、歸納，從而培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、動(dòng)手能力等綜合能力。
（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)來培養(yǎng)學(xué)生敢于探索的勇氣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。增強(qiáng)中學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和低碳環(huán)保的意識(shí)。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)了解乙烯的實(shí)驗(yàn)室制備方法和性質(zhì)檢驗(yàn)方法，在傳統(tǒng)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)以下不足：
1．作為催化劑的濃硫酸危險(xiǎn)，且不易回收；
2．濃硫酸具有脫水性將乙醇炭化使溶液變黑、圓底燒瓶?jī)?nèi)壁發(fā)黑，學(xué)生和老師難以清洗；
3．濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與乙醇的炭化產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)生SO
2不僅會(huì)污染環(huán)境,而且會(huì)干擾乙烯的性質(zhì)檢驗(yàn),故實(shí)驗(yàn)中還需用到氫氧化鈉溶液除雜；
4．溴和四氯化碳有毒
[1]且易揮發(fā)，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員身體造成直接傷害等。
針對(duì)上述不足之處，引發(fā)學(xué)生思考、分組探究并結(jié)合查閱文獻(xiàn)資料設(shè)計(jì)合理改進(jìn)方案，彌補(bǔ)以上不足。
四、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要求/改進(jìn)要點(diǎn)
(一)探究并篩選安全、高效的催化劑替代濃硫酸，以保證學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的安全性、可操作性，從而取得良好的實(shí)驗(yàn)效果。
(二)要求實(shí)驗(yàn)安全性較高、毒性低、低碳環(huán)保、實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單化、實(shí)驗(yàn)材料易獲取等。
（三）引導(dǎo)學(xué)生分組團(tuán)隊(duì)合作、思考探究，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。
五、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
（一）實(shí)驗(yàn)原理
（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
1．經(jīng)師生共同查閱資料，發(fā)現(xiàn)磷酸、氧化鋁等都可作為該反應(yīng)的催化劑，經(jīng)實(shí)驗(yàn)比對(duì)后發(fā)現(xiàn)氧化鋁效果更好，且無副產(chǎn)物乙醚產(chǎn)生。利用鋁制易拉罐制取表面有氧化鋁的鋁片和鋁絲，不僅安全、易回收，還可反復(fù)使用，而且它在生活中隨處可見，易收集。
圖2 收集的廢舊鋁制易拉罐及制作好的鋁片和鋁絲
2．為控制乙醇的汽化速度,采用棉花蘸取乙醇,酒精燈微熱。但若加熱時(shí)間過長(zhǎng)，無水乙醇完全汽化后，棉花將炭化也會(huì)導(dǎo)致試管難以清洗。經(jīng)探究小組反復(fù)試驗(yàn)后，將上述表面有氧化鋁的鋁片制成凹槽作為乙醇和棉花的載體，以達(dá)到方便清洗試管的目的。同時(shí)它也是該反應(yīng)的催化劑。
3．在實(shí)驗(yàn)過程中乙醇汽化速度較快，部分乙醇蒸氣還未反應(yīng)就已通過硬質(zhì)試管，造成藥品不必要的浪費(fèi)。故改用長(zhǎng)玻璃導(dǎo)氣管進(jìn)行冷凝回流，以降低實(shí)驗(yàn)成本，提高原料的利用率。
4．溴單質(zhì)與四氯化碳都易揮發(fā)、且有毒。為避免有毒物質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員身體造成傷害，故采用水封（在溴的四氯化碳中加入少量水，分層，水在上層，溴的四氯化碳溶液在下層）以減少有毒物質(zhì)的揮發(fā)。而且水可吸收揮發(fā)的乙醇，保障后續(xù)酸性高錳酸鉀檢驗(yàn)乙烯的可行性。
六、實(shí)驗(yàn)藥品及器材：無水乙醇、棉花、
廢舊鋁制易拉罐、溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液、水、鐵架臺(tái)、酒精燈、硬質(zhì)試管、小試管、長(zhǎng)玻璃導(dǎo)氣管等。
七、實(shí)驗(yàn)裝置圖（見圖3）
圖3 改進(jìn)后的乙烯制備實(shí)物裝置圖
八、實(shí)驗(yàn)過程
（一）將棉花放入表面有氧化鋁的鋁片制成的凹槽中，滴加無水乙醇使其被棉花吸干為止，接著加入表面有氧化鋁的鋁絲，以便于充分反應(yīng)。
（二）用帶導(dǎo)管的單孔塞蓋緊管口，試管口略向上傾斜，牢固夾持在鐵架臺(tái)上。
（三）先預(yù)熱試管，再對(duì)試管的鋁絲加熱，以保持氧化鋁高溫，又能使乙醇緩慢的汽化，以至乙醇蒸氣通過高溫的氧化鋁時(shí)，即可脫水生成乙烯。
（四）將生成的氣體通入到溴的四氯化碳溶液（水封）和酸性高錳酸鉀溶液中，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（現(xiàn)象：溴的四氯化碳溶液和酸性高錳酸鉀溶液褪色或變淺）。
（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：乙烯可以發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)。
九、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)
（一）分析能力的提升：通過分析傳統(tǒng)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)不足，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)多種假設(shè)性實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案并逐一驗(yàn)證，最終分析出最合理的改進(jìn)方案。
圖4 師生探究過程實(shí)景圖
（二）操作能力的提升：從通過制作表面有氧化鋁的鋁片和鋁絲到各種儀器的使用、注意事項(xiàng)，改進(jìn)方案種類多、步驟多。探究過程提高了學(xué)生的操作能力，并拓展了思維創(chuàng)新空間。
（三）思維方式的提升：
學(xué)生分組合作進(jìn)行討論，通過選擇、制作合適的催化劑，思考試管方便清洗，防止有毒物質(zhì)揮發(fā)等方面，提高學(xué)生的分析能力、動(dòng)手能力等綜合能力，并增強(qiáng)中學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和低碳環(huán)保的意識(shí)。
恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新改進(jìn)不僅能創(chuàng)設(shè)問題情境，更是發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題的核心線索。經(jīng)我和同學(xué)們改進(jìn)后的學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案不僅讓實(shí)驗(yàn)恰如其分地融入教學(xué)之中，更讓學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)成為教學(xué)的點(diǎn)睛之筆。
參考文獻(xiàn)和資料 :
[1]溴的毒性：對(duì)粘膜有刺激作用，易引起流淚、咳嗽。皮膚與液溴的接觸能引起嚴(yán)重的傷害。
四氯化碳的毒性：該品蒸氣對(duì)粘膜有輕度刺激作用，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用，對(duì)肝、腎有嚴(yán)重?fù)p害。吸入極高濃度可迅速出現(xiàn)昏迷、抽搐，可因室顫和呼吸中樞麻痹而猝死。皮膚直接接觸可致?lián)p害。
[2]胡宏紋主編,有機(jī)化學(xué),南京大學(xué)出版社。
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