—— 一種安全簡便的學生分組實驗改進方案
說課文稿
安順第二高階中學王曉
一、使用教材
人教版高中選修五《有機化學》第51頁[實驗3-1]，裝置圖如圖1。
圖1教材中乙烯的實驗室制法及性質檢驗裝置圖
二、實驗教學目標
（一）知識與技能：製取乙烯並驗證乙烯能發生加成反應和氧化反應。
（二）過程與方法：通過發現傳統學生分組實驗的不足，引發學生思考、分析、討論、**、驗證、歸納，從而培養學生的分析能力、動手能力等綜合能力。
（三）情感態度與價值觀：通過改進實驗方案的設計來培養學生敢於探索的勇氣和嚴謹的科學態度。增強中學生團隊合作精神和低碳環保的意識。
三、實驗教學內容
通過實驗，學生應了解乙烯的實驗室製備方法和性質檢驗方法，在傳統學生分組實驗中發現以下不足：
1．作為催化劑的濃硫酸危險，且不易**；
2．濃硫酸具有脫水性將乙醇炭化使溶液變黑、圓底燒瓶內壁發黑，學生和老師難以清洗；
3．濃硫酸具有強氧化性，與乙醇的炭化產物反應產生so2不僅會汙染環境,而且會干擾乙烯的性質檢驗,故實驗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，對實驗人員身體造成直接傷害等。
針對上述不足之處，引發學生思考、分組**並結合查閱文獻資料設計合理改進方案，彌補以上不足。
四、實驗創新要求/改進要點
(一)**並篩選安全、高效的催化劑替代濃硫酸，以保證學生分組實驗的安全性、可操作性，從而取得良好的實驗效果。
(二)要求實驗安全性較高、毒性低、低碳環保、實驗裝置簡單化、實驗材料易獲取等。
（三）引導學生分組團隊合作、思考**，並驗證設計方案的可行性。
五、實驗原理和實驗設計思路
（一）實驗原理
（二）實驗設計思路
1．經師生共同查閱資料，發現磷酸、氧化鋁等都可作為該反應的催化劑，經實驗比對後發現氧化鋁效果更好，且無副產物乙醚產生。利用鋁製易拉罐製取表面有氧化鋁的鋁片和鋁絲，不僅安全、易**，還可反覆使用，而且它在生活中隨處可見，易收集。
圖2收集的廢舊鋁製易拉罐及製作好的鋁片和鋁絲
2．為控制乙醇的汽化速度,採用棉花蘸取乙醇,酒精燈微熱。但若加熱時間過長，無水乙醇完全汽化後，棉花將炭化也會導致試管難以清洗。經**小組反覆試驗後，將上述表面有氧化鋁的鋁片製成凹槽作為乙醇和棉花的載體，以達到方便清洗試管的目的。
同時它也是該反應的催化劑。
3．在實驗過程中乙醇汽化速度較快，部分乙醇蒸氣還未反應就已通過硬質試管，造成藥品不必要的浪費。故改用長玻璃導氣管進行冷凝回流，以降低實驗成本，提高原料的利用率。
4．溴單質與四氯化碳都易揮發、且有毒。為避免有毒物質對實驗人員身體造成傷害，故採用水封（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）以減少有毒物質的揮發。而且水可吸收揮發的乙醇，保障後續酸性高錳酸鉀檢驗乙烯的可行性。
六、實驗藥品及器材：無水乙醇、棉花、廢舊鋁製易拉罐、溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液、水、鐵架臺、酒精燈、硬質試管、小試管、長玻璃導氣管等。
七、實驗裝置圖（見圖3）
圖3改進後的乙烯製備實物裝置圖
八、實驗過程
（一）將棉花放入表面有氧化鋁的鋁片製成的凹槽中，滴加無水乙醇使其被棉花吸乾為止，接著加入表面有氧化鋁的鋁絲，以便於充分反應。
（二）用帶導管的單孔塞蓋緊管口，試管口略向上傾斜，牢固夾持在鐵架台上。
（三）先預熱試管，再對試管的鋁絲加熱，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，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，觀察並記錄實驗現象。（現象：溴的四氯化碳溶液和酸性高錳酸鉀溶液褪色或變淺）。
（五）實驗結論：乙烯可以發生加成反應和氧化反應。
九、實驗效果評價
（一）分析能力的提公升：通過分析傳統學生分組實驗不足，引導學生查閱文獻資料，設計多種假設性實驗改進方案並逐一驗證，最終分析出最合理的改進方案。
圖4師生**過程實景圖
（二）操作能力的提公升：從通過製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，改進方案種類多、步驟多。**過程提高了學生的操作能力，並拓展了思維創新空間。
（三）思維方式的提公升：
學生分組合作進行討論，通過選擇、製作合適的催化劑，思考試管方便清洗，防止有毒物質揮發等方面，提高學生的分析能力、動手能力等綜合能力，並增強中學生團隊合作精神和低碳環保的意識。
恰當的化學實驗創新改進不僅能創設問題情境，更是發現問題、**問題、解決問題的核心線索。經我和同學們改進後的學生實驗方案不僅讓實驗恰如其分地融入教學之中，更讓學生分組**實驗成為教學的點睛之筆。
參考文獻和資料 :
[1]溴的毒性：對粘膜有刺激作用，易引起流淚、咳嗽。**與液溴的接觸能引起嚴重的傷害。
四氯化碳的毒性：該品蒸氣對粘膜有輕度刺激作用，對中樞神經系統有麻醉作用，對肝、腎有嚴重損害。吸入極高濃度可迅速出現昏迷、抽搐，可因室顫和呼吸中樞麻痺而猝死。
**直接接觸可致損害。
[2]胡巨集紋主編,有機化學,南京大學出版社。
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