| 标题 | “乙醇与钠反应气体产物成分的探究”教学设计与实施 |
| 范文 | 王澍 摘要：苏教版《化学2》专题3第二单元“乙醇”一节的实验教学中，注重对生成性教学资源的挖掘和利用，教师因势利导，引导学生发现问题、提出假设、方案设计、交流评价，最终使学生通过科学探究的路径，形成对乙醇与钠反应特点和产物成分的认识。 关键词：乙醇与钠反应；气体产物；实验探究；教学过程 文章编号：1008-0546（2014）07-0065-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024 一、教学分析 九年级沪教版教材中，从燃料对环境的影响角度初步介绍乙醇是一种清洁的能源[1]；苏教版必修2中，在生物质能的利用中介绍了乙醇的获得和利用方式，知道乙醇可以和汽油混合后作发动机燃料[2]。 学生知道乙醇的来源、存在及乙醇作为燃料的优点；对乙醇的物理性质和可燃性等化学性质较熟悉；部分学生知道乙醇的分子组成。 二、教学目标 通过对乙醇和金属钠反应生成气体产物的实验分析，深入了解反应的特点，设计气体除杂装置。 通过实验探究过程的体验，培养实验观察、问题发现、提出假设、实验方案设计等基本方法素养和科学探究精神。 三、教学流程 四、教学过程 [新课引入]乙醇是生产生活中的常见物质，作为环保型新能源越来越多地被关注。了解乙醇的性质，有利于我们更好地利用这种重要物质。 [演示实验]向盛有5mL无水乙醇的试管中加入黄豆颗粒大小的金属钠。 [学生观察、总结]（1）钠块沉在试管底部，说明乙醇的密度小于金属钠的密度；（2）钠块表面有无色气泡，说明有气体生成；（3）反应较缓慢，说明乙醇比水更难电离。 [问题提出] 学生质疑：“根据质量守恒定律，乙醇中有C、H、O三种元素，有可能生成除氢气以外的可燃性气体”。 [尝试探究]试管中产生气体量较小，改用5号注射器针头代替玻璃导管（针头的尖端要用砂纸打磨去掉尖头），待反应进行一段时间将试管内空气基本排尽后，点燃生成气体。 [学生实验]分别用干冷的小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方，如果干冷的小烧杯内壁有水珠或水雾，而蘸有澄清石灰水的小烧杯内壁的液滴不变混浊，则证明生成的气体是氢气。 [教师引导]实验结果大大出乎意料，是什么原因使小烧杯内壁的澄清石灰水也变混浊？ [提出假设]乙醇与钠反应生成氢气气体中有乙醇气体。 [资料查阅]学生分组，资料查阅，信息汇总：①乙醇与钠反应为放热反应；②乙醇易挥发，沸点78.5℃；③乙醇具有一定的还原性，可以与酸性重铬酸钾溶液（Cr2O72-）发生氧化还原反应，且伴有颜色变化[3]。④乙醇能和一些无机盐反应生成醇化物，如：无水CaCl2等发生反应生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。 [学生分析]由于反应放热，且乙醇易挥发，导致乙醇与金属钠反应生成的氢气中往往伴有大量的乙醇蒸气。 [教师引导]如何运用资料信息设计实验验证假设呢？如何防止乙醇蒸气对实验现象的影响呢？请同学们设计实验方案。 [实验方案设计] 甲组学生设计方案（主要装置如左图）： 用试管取3mL无水乙醇，先将其放入盛有冷水的烧杯中5分钟，然后将金属钠放入乙醇中，将生成气体通入酸性K2Cr2O7 溶液中，溶液不变色，证明冷水可以防止乙醇蒸气挥发。 冰块将试管内乙醇蒸气的温度降下来后，点燃气体，用干冷小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯检验产物中只有水生成。 乙组学生设计方案： 在装有3mLH2SO4 的试管中加入5-6颗的Zn粒，将产生的气体通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，证明氢气不能与酸性K2Cr2O7溶液反应颜色发生变化。 在装有3mL无水乙醇的试管中加入1粒黄豆大小的金属钠，迅速塞上带有5号针头的橡皮塞，并将产生的气体通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，溶液颜色由橙红色变为绿色，证明乙醇和钠反应由于放热导致氢气中混有乙醇蒸气。 用试管取3mL无水乙醇，先将其放入盛有冰块的烧杯中5分钟，然后将金属钠放入乙醇中，待反应进行一段时间后（由于一温度较低，反应速度较慢），点燃针头尖端的气体。利用干冷的小烧杯和蘸有澄清石灰水（玻璃棒下端端悬有半滴溶液）的玻璃棒检验燃烧产物（见左上图）。 丙组学生设计方案（主要装置如左图）： 自制乙醇蒸气吸收球：用细密塑料纱网或纱布包住无水CaCl2制成比食管口稍大些的吸收球，并在扎口处系一根棉线。 在装有5mL无水乙醇的具支试管中加入1粒比黄豆稍大的金属钠，迅速塞上吸收球，塞上装有5号针头的橡皮塞，反应一段时间口，点燃生气气体，并用干冷小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯检验产物中只有水生成。 [师生共同总结评价] 甲组设计方案较好地验证了假设，提出了防止乙醇蒸气的形成的方法。意图通过降低反应体系的温度来消除乙醇蒸气，取得了一定的实验效果。但是降低了反应体系温度，产生氢气速率减低，较难保证氢气的流量，火苗过小甚至中断的现象比较多见。 乙组设计方案也较好的验证了假设，提出了防止乙醇蒸气形成的方法，且更加严谨。首先证实氢气不能使酸性K2Cr2O7溶液颜色发生变化，再将乙醇和钠反应产生的气体通入酸性K2Cr2O7溶液，溶液颜色变化，证明生成的氢气中混有乙醇蒸气。利用蘸有澄清石灰水（玻璃棒下端悬有半滴溶液）的玻璃棒检验燃烧产物中二氧化碳是否存在，现象更加明显，是该组设计的亮点。 丙组同学利用了资料信息中“无水CaCl2等发生反应生成CaCl2·4C2H5OH等”，设计方案中的自制乙醇蒸气吸收球是很好的创意，有效地解决了乙醇蒸气对实验现象的影响。 各组设计方案各有特色，各有千秋，如果能将各组方案有机融合，能形成更为合理完善的方案。 [交流提升]同学们分工协作，通过对问题的发现、形成假设之后的资料检索，组内同学积极思考，在课堂上展示出研究成果令人欣喜。通过酸性K2Cr2O7溶液验证乙醇蒸气的存在，通过自制吸收球消除氢气中的乙醇气体，通过蘸有澄清石灰水的玻璃棒检验有无二氧化碳的存在等等，都是同学们智慧火花相互碰撞的结果。 五、教后记 实验教学设计是对实验探究过程前瞻性的准备，实验教学实施是对过程情境变化的灵活顺应，实验教学过程应该是预设和生成相辅相成的结果。我们应重视学生在实验探究过程中引发的新问题，深度挖掘教学资源，发挥化学实验的强大功能，强化学生的主体性。实验教学设计既要有意识地通过问题设计引导学生的探究活动，更要让学生亲身经历探究过程并从中发现问题、提出问题、解决问题，引导学生通过实验探究对生成性教学资源进行挖掘，体现实验探究的动态生成。 参考文献 [1] 中学化学国家课程标准研制组. 义务教育教科书化学九年级下册[M]. 上海：上海教育出版社， 2012：77 [2] 王祖浩. 普通高中课程标准实验教科书化学2 [M]. 江苏教育出版社， 2013： [3] 李景宁主编. 有机化学上册[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：284 [4] 李景宁主编. 有机化学上册[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：293 摘要：苏教版《化学2》专题3第二单元“乙醇”一节的实验教学中，注重对生成性教学资源的挖掘和利用，教师因势利导，引导学生发现问题、提出假设、方案设计、交流评价，最终使学生通过科学探究的路径，形成对乙醇与钠反应特点和产物成分的认识。 关键词：乙醇与钠反应；气体产物；实验探究；教学过程 文章编号：1008-0546（2014）07-0065-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024 一、教学分析 九年级沪教版教材中，从燃料对环境的影响角度初步介绍乙醇是一种清洁的能源[1]；苏教版必修2中，在生物质能的利用中介绍了乙醇的获得和利用方式，知道乙醇可以和汽油混合后作发动机燃料[2]。 学生知道乙醇的来源、存在及乙醇作为燃料的优点；对乙醇的物理性质和可燃性等化学性质较熟悉；部分学生知道乙醇的分子组成。 二、教学目标 通过对乙醇和金属钠反应生成气体产物的实验分析，深入了解反应的特点，设计气体除杂装置。 通过实验探究过程的体验，培养实验观察、问题发现、提出假设、实验方案设计等基本方法素养和科学探究精神。 三、教学流程 四、教学过程 [新课引入]乙醇是生产生活中的常见物质，作为环保型新能源越来越多地被关注。了解乙醇的性质，有利于我们更好地利用这种重要物质。 [演示实验]向盛有5mL无水乙醇的试管中加入黄豆颗粒大小的金属钠。 [学生观察、总结]（1）钠块沉在试管底部，说明乙醇的密度小于金属钠的密度；（2）钠块表面有无色气泡，说明有气体生成；（3）反应较缓慢，说明乙醇比水更难电离。 [问题提出] 学生质疑：“根据质量守恒定律，乙醇中有C、H、O三种元素，有可能生成除氢气以外的可燃性气体”。 [尝试探究]试管中产生气体量较小，改用5号注射器针头代替玻璃导管（针头的尖端要用砂纸打磨去掉尖头），待反应进行一段时间将试管内空气基本排尽后，点燃生成气体。 [学生实验]分别用干冷的小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方，如果干冷的小烧杯内壁有水珠或水雾，而蘸有澄清石灰水的小烧杯内壁的液滴不变混浊，则证明生成的气体是氢气。 [教师引导]实验结果大大出乎意料，是什么原因使小烧杯内壁的澄清石灰水也变混浊？ [提出假设]乙醇与钠反应生成氢气气体中有乙醇气体。 [资料查阅]学生分组，资料查阅，信息汇总：①乙醇与钠反应为放热反应；②乙醇易挥发，沸点78.5℃；③乙醇具有一定的还原性，可以与酸性重铬酸钾溶液（Cr2O72-）发生氧化还原反应，且伴有颜色变化[3]。④乙醇能和一些无机盐反应生成醇化物，如：无水CaCl2等发生反应生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。 [学生分析]由于反应放热，且乙醇易挥发，导致乙醇与金属钠反应生成的氢气中往往伴有大量的乙醇蒸气。 [教师引导]如何运用资料信息设计实验验证假设呢？如何防止乙醇蒸气对实验现象的影响呢？请同学们设计实验方案。 [实验方案设计] 甲组学生设计方案（主要装置如左图）： 用试管取3mL无水乙醇，先将其放入盛有冷水的烧杯中5分钟，然后将金属钠放入乙醇中，将生成气体通入酸性K2Cr2O7 溶液中，溶液不变色，证明冷水可以防止乙醇蒸气挥发。 冰块将试管内乙醇蒸气的温度降下来后，点燃气体，用干冷小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯检验产物中只有水生成。 乙组学生设计方案： 在装有3mLH2SO4 的试管中加入5-6颗的Zn粒，将产生的气体通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，证明氢气不能与酸性K2Cr2O7溶液反应颜色发生变化。 在装有3mL无水乙醇的试管中加入1粒黄豆大小的金属钠，迅速塞上带有5号针头的橡皮塞，并将产生的气体通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，溶液颜色由橙红色变为绿色，证明乙醇和钠反应由于放热导致氢气中混有乙醇蒸气。 用试管取3mL无水乙醇，先将其放入盛有冰块的烧杯中5分钟，然后将金属钠放入乙醇中，待反应进行一段时间后（由于一温度较低，反应速度较慢），点燃针头尖端的气体。利用干冷的小烧杯和蘸有澄清石灰水（玻璃棒下端端悬有半滴溶液）的玻璃棒检验燃烧产物（见左上图）。 丙组学生设计方案（主要装置如左图）： 自制乙醇蒸气吸收球：用细密塑料纱网或纱布包住无水CaCl2制成比食管口稍大些的吸收球，并在扎口处系一根棉线。 在装有5mL无水乙醇的具支试管中加入1粒比黄豆稍大的金属钠，迅速塞上吸收球，塞上装有5号针头的橡皮塞，反应一段时间口，点燃生气气体，并用干冷小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯检验产物中只有水生成。 [师生共同总结评价] 甲组设计方案较好地验证了假设，提出了防止乙醇蒸气的形成的方法。意图通过降低反应体系的温度来消除乙醇蒸气，取得了一定的实验效果。但是降低了反应体系温度，产生氢气速率减低，较难保证氢气的流量，火苗过小甚至中断的现象比较多见。 乙组设计方案也较好的验证了假设，提出了防止乙醇蒸气形成的方法，且更加严谨。首先证实氢气不能使酸性K2Cr2O7溶液颜色发生变化，再将乙醇和钠反应产生的气体通入酸性K2Cr2O7溶液，溶液颜色变化，证明生成的氢气中混有乙醇蒸气。利用蘸有澄清石灰水（玻璃棒下端悬有半滴溶液）的玻璃棒检验燃烧产物中二氧化碳是否存在，现象更加明显，是该组设计的亮点。 丙组同学利用了资料信息中“无水CaCl2等发生反应生成CaCl2·4C2H5OH等”，设计方案中的自制乙醇蒸气吸收球是很好的创意，有效地解决了乙醇蒸气对实验现象的影响。 各组设计方案各有特色，各有千秋，如果能将各组方案有机融合，能形成更为合理完善的方案。 [交流提升]同学们分工协作，通过对问题的发现、形成假设之后的资料检索，组内同学积极思考，在课堂上展示出研究成果令人欣喜。通过酸性K2Cr2O7溶液验证乙醇蒸气的存在，通过自制吸收球消除氢气中的乙醇气体，通过蘸有澄清石灰水的玻璃棒检验有无二氧化碳的存在等等，都是同学们智慧火花相互碰撞的结果。 五、教后记 实验教学设计是对实验探究过程前瞻性的准备，实验教学实施是对过程情境变化的灵活顺应，实验教学过程应该是预设和生成相辅相成的结果。我们应重视学生在实验探究过程中引发的新问题，深度挖掘教学资源，发挥化学实验的强大功能，强化学生的主体性。实验教学设计既要有意识地通过问题设计引导学生的探究活动，更要让学生亲身经历探究过程并从中发现问题、提出问题、解决问题，引导学生通过实验探究对生成性教学资源进行挖掘，体现实验探究的动态生成。 参考文献 [1] 中学化学国家课程标准研制组. 义务教育教科书化学九年级下册[M]. 上海：上海教育出版社， 2012：77 [2] 王祖浩. 普通高中课程标准实验教科书化学2 [M]. 江苏教育出版社， 2013： [3] 李景宁主编. 有机化学上册[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：284 [4] 李景宁主编. 有机化学上册[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：293 摘要：苏教版《化学2》专题3第二单元“乙醇”一节的实验教学中，注重对生成性教学资源的挖掘和利用，教师因势利导，引导学生发现问题、提出假设、方案设计、交流评价，最终使学生通过科学探究的路径，形成对乙醇与钠反应特点和产物成分的认识。 关键词：乙醇与钠反应；气体产物；实验探究；教学过程 文章编号：1008-0546（2014）07-0065-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.024 一、教学分析 九年级沪教版教材中，从燃料对环境的影响角度初步介绍乙醇是一种清洁的能源[1]；苏教版必修2中，在生物质能的利用中介绍了乙醇的获得和利用方式，知道乙醇可以和汽油混合后作发动机燃料[2]。 学生知道乙醇的来源、存在及乙醇作为燃料的优点；对乙醇的物理性质和可燃性等化学性质较熟悉；部分学生知道乙醇的分子组成。 二、教学目标 通过对乙醇和金属钠反应生成气体产物的实验分析，深入了解反应的特点，设计气体除杂装置。 通过实验探究过程的体验，培养实验观察、问题发现、提出假设、实验方案设计等基本方法素养和科学探究精神。 三、教学流程 四、教学过程 [新课引入]乙醇是生产生活中的常见物质，作为环保型新能源越来越多地被关注。了解乙醇的性质，有利于我们更好地利用这种重要物质。 [演示实验]向盛有5mL无水乙醇的试管中加入黄豆颗粒大小的金属钠。 [学生观察、总结]（1）钠块沉在试管底部，说明乙醇的密度小于金属钠的密度；（2）钠块表面有无色气泡，说明有气体生成；（3）反应较缓慢，说明乙醇比水更难电离。 [问题提出] 学生质疑：“根据质量守恒定律，乙醇中有C、H、O三种元素，有可能生成除氢气以外的可燃性气体”。 [尝试探究]试管中产生气体量较小，改用5号注射器针头代替玻璃导管（针头的尖端要用砂纸打磨去掉尖头），待反应进行一段时间将试管内空气基本排尽后，点燃生成气体。 [学生实验]分别用干冷的小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方，如果干冷的小烧杯内壁有水珠或水雾，而蘸有澄清石灰水的小烧杯内壁的液滴不变混浊，则证明生成的气体是氢气。 [教师引导]实验结果大大出乎意料，是什么原因使小烧杯内壁的澄清石灰水也变混浊？ [提出假设]乙醇与钠反应生成氢气气体中有乙醇气体。 [资料查阅]学生分组，资料查阅，信息汇总：①乙醇与钠反应为放热反应；②乙醇易挥发，沸点78.5℃；③乙醇具有一定的还原性，可以与酸性重铬酸钾溶液（Cr2O72-）发生氧化还原反应，且伴有颜色变化[3]。④乙醇能和一些无机盐反应生成醇化物，如：无水CaCl2等发生反应生成CaCl2·4C2H5OH等[4]。 [学生分析]由于反应放热，且乙醇易挥发，导致乙醇与金属钠反应生成的氢气中往往伴有大量的乙醇蒸气。 [教师引导]如何运用资料信息设计实验验证假设呢？如何防止乙醇蒸气对实验现象的影响呢？请同学们设计实验方案。 [实验方案设计] 甲组学生设计方案（主要装置如左图）： 用试管取3mL无水乙醇，先将其放入盛有冷水的烧杯中5分钟，然后将金属钠放入乙醇中，将生成气体通入酸性K2Cr2O7 溶液中，溶液不变色，证明冷水可以防止乙醇蒸气挥发。 冰块将试管内乙醇蒸气的温度降下来后，点燃气体，用干冷小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯检验产物中只有水生成。 乙组学生设计方案： 在装有3mLH2SO4 的试管中加入5-6颗的Zn粒，将产生的气体通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，证明氢气不能与酸性K2Cr2O7溶液反应颜色发生变化。 在装有3mL无水乙醇的试管中加入1粒黄豆大小的金属钠，迅速塞上带有5号针头的橡皮塞，并将产生的气体通入到2mL的酸性K2Cr2O7溶液，溶液颜色由橙红色变为绿色，证明乙醇和钠反应由于放热导致氢气中混有乙醇蒸气。 用试管取3mL无水乙醇，先将其放入盛有冰块的烧杯中5分钟，然后将金属钠放入乙醇中，待反应进行一段时间后（由于一温度较低，反应速度较慢），点燃针头尖端的气体。利用干冷的小烧杯和蘸有澄清石灰水（玻璃棒下端端悬有半滴溶液）的玻璃棒检验燃烧产物（见左上图）。 丙组学生设计方案（主要装置如左图）： 自制乙醇蒸气吸收球：用细密塑料纱网或纱布包住无水CaCl2制成比食管口稍大些的吸收球，并在扎口处系一根棉线。 在装有5mL无水乙醇的具支试管中加入1粒比黄豆稍大的金属钠，迅速塞上吸收球，塞上装有5号针头的橡皮塞，反应一段时间口，点燃生气气体，并用干冷小烧杯和蘸有澄清石灰水的小烧杯检验产物中只有水生成。 [师生共同总结评价] 甲组设计方案较好地验证了假设，提出了防止乙醇蒸气的形成的方法。意图通过降低反应体系的温度来消除乙醇蒸气，取得了一定的实验效果。但是降低了反应体系温度，产生氢气速率减低，较难保证氢气的流量，火苗过小甚至中断的现象比较多见。 乙组设计方案也较好的验证了假设，提出了防止乙醇蒸气形成的方法，且更加严谨。首先证实氢气不能使酸性K2Cr2O7溶液颜色发生变化，再将乙醇和钠反应产生的气体通入酸性K2Cr2O7溶液，溶液颜色变化，证明生成的氢气中混有乙醇蒸气。利用蘸有澄清石灰水（玻璃棒下端悬有半滴溶液）的玻璃棒检验燃烧产物中二氧化碳是否存在，现象更加明显，是该组设计的亮点。 丙组同学利用了资料信息中“无水CaCl2等发生反应生成CaCl2·4C2H5OH等”，设计方案中的自制乙醇蒸气吸收球是很好的创意，有效地解决了乙醇蒸气对实验现象的影响。 各组设计方案各有特色，各有千秋，如果能将各组方案有机融合，能形成更为合理完善的方案。 [交流提升]同学们分工协作，通过对问题的发现、形成假设之后的资料检索，组内同学积极思考，在课堂上展示出研究成果令人欣喜。通过酸性K2Cr2O7溶液验证乙醇蒸气的存在，通过自制吸收球消除氢气中的乙醇气体，通过蘸有澄清石灰水的玻璃棒检验有无二氧化碳的存在等等，都是同学们智慧火花相互碰撞的结果。 五、教后记 实验教学设计是对实验探究过程前瞻性的准备，实验教学实施是对过程情境变化的灵活顺应，实验教学过程应该是预设和生成相辅相成的结果。我们应重视学生在实验探究过程中引发的新问题，深度挖掘教学资源，发挥化学实验的强大功能，强化学生的主体性。实验教学设计既要有意识地通过问题设计引导学生的探究活动，更要让学生亲身经历探究过程并从中发现问题、提出问题、解决问题，引导学生通过实验探究对生成性教学资源进行挖掘，体现实验探究的动态生成。 参考文献 [1] 中学化学国家课程标准研制组. 义务教育教科书化学九年级下册[M]. 上海：上海教育出版社， 2012：77 [2] 王祖浩. 普通高中课程标准实验教科书化学2 [M]. 江苏教育出版社， 2013： [3] 李景宁主编. 有机化学上册[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：284 [4] 李景宁主编. 有机化学上册[M]. 北京：高等教育出版社， 2011：293 |
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