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标题 对化学实验具体问题的深度思考及启示
范文

    包俊堂 陈晓萍

    

    

    摘要:化学是以实验为基础的一门学科,有着出自平凡的神奇,源于思考和需求的创新的魅力。化学实验是最直观的教学形态,能够紧紧吸引学生的眼球、刺激其求知欲望,培养其科学的态度、情感、价值观。这对化学实验教学提出了较高的要求,能够在课程、教材、教法等方面做出周密的思考、科学严谨地对演示实验做大胆的改革和创新,以达到最好的教学效果。笔者对于高中《有机化学基础》第三章第一节,“酚”的教学中安排的苯酚和浓溴水的演示实验(实验3-4)的方案进行如下改进,以资借鉴。

    关键词:基本问题;苯酚和溴水;实验步骤

    中图分类号:G633.8?????????? 文献标识码:A文章编号:1992-7711(2019)18-060-1

    课本中实验步骤简单,“向盛有少量苯酚稀溶液的试管里逐滴加入饱和溴水。边加边振荡……苯酚和溴水的反应很灵敏……”但是此种描述过于绝对化了,在实际实验演示过程中由于溴水和苯酚的量把握不好,没有白色沉淀出现,或者出现了白色沉淀又很快消失了变成了黄色沉淀,导致整个实验失败,成功率大打折扣。据研究,实验失败的主要原因是:

    (1)溴水滴加的量偏少,导致生成的三溴苯酚的量也比较少。生成的三溴苯酚溶解于过量的苯酚中,就会出现看见的白色沉淀立即消失的现象;

    (2)溴水滴加的量偏多,生成的三溴苯酚被氧化成黄色的2,4,4,6-四溴环己烯二酮,所以会有白色沉淀转变成黄色沉淀的现象,反应原理为[1]:

    综上所述,试剂的用量就成了实验成败的关键点。到现在为止,关于这一点前辈们已经有一定的研究了。最优化的用量如下:

    (1)当苯酚溶液的浓度为常温饱和溶液浓度的1/20-1/40时,3ML中滴入饱和溴水5-10滴,在微振荡的条件下有明显的白色絮状物产生。

    (2)当苯酚溶液的浓度为常温饱和溶液浓度的1/200-1/600时,3ML中用稀溴水3ML快速加入致混合液微显淡黄色,振荡后静置一会儿,则淡黄色褪去,白絮出现明显。

    实验证明当苯酚和溴,水的物质的量按照1:3进行试验,得到的物质是2,4,6-三溴苯酚白色沉淀。但是,由于溴在水中的溶解度较小,常温时溴在水中的溶解度是3.38g/100g水。而苯酚常溫下在水中的溶解度是9.3g/100g水。很多文献中为避免反应中苯酚过量而使生成的2,4,6-三溴苯酚再被溶解,强调所配置的苯酚溶液是极稀的,但是,浓度极稀的实验现象不及浓度略大时现象明显。所以,我们在保障苯酚是稀溶液的同时,可以适当的提高溴水的浓度。而溴单质有毒,难溶于水,但是易溶于有机溶剂的性质使人豁然开朗,我们在溶解溴单质的过程中,加入适量的乙醇,这样就可以适当增大溴水的浓度,保证溴在反应中是过量的,并且减小溴水的挥发。所以我们做了如下改进。

    一、实验仪器及试剂

    注射器、试管、胶头滴管、滴瓶、烧杯、玻璃棒

    二、实验仪器装置图

    三、实验操作

    配制苯酚稀溶液:取黄豆粒大小的苯酚晶体,放入烧杯中,然后加入300mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌至溶解,装入试剂瓶中备用。

    配制溴水溶液:在一烧杯内按2:1加入蒸馏水和无水乙醇,然后用注射器吸取少量液溴逐滴加入烧杯,至溴水呈现淡黄色转入滴瓶,备用。取2mL的苯酚稀溶液于试管中,然后逐滴加入2中的溴水,观察实验现象。

    四、改进的意义

    1.降低有毒气体的排放,减小对环境的污染。液溴是深红棕色的液体,容易挥发,有极强的毒害性。使用注射器取用液溴,针孔较小,在空气中挥发的可能性比起胶头滴管来大大降低,能够降低对环境的污染,提高实验的安全性。

    2.提高实验现象的明显程度。在以往的文献中,为避免实验失败,要求苯酚溶液是极稀的,但是,浓度极稀的现象不及浓度略大时的现象明显。所以,我们在保障苯酚是稀溶液的同时,可以适当的提高溴水的浓度。而溴单质有毒,且难溶于水,但是易溶于有机溶剂的性质使人豁然开朗,我们在溶解溴单质的过程中,水中加入适量的乙醇,这样就可以适当增大溴水的浓度,保证溴在反应中是过量的,并且减小溴水的挥发。

    3.操作简便,实验用时少。通过该实验的改进,使学生体会到如何利用现有的实验仪器去设计实验,开阔了学生的视野,发展了学生的思维,也增强了学生节约实验药品和绿色实验的意识。

    4.通过实验改进前后相关问题的对比分析,让学生有足够的时间对物质有足够的认识,避免把某一知识点的教学一步到位,让学生丧失了认识问题、思考方法、发展思维的学习载体。教师应让学生在合适的学习阶段完成适合他们学习的内容,使得学习内容与学习心理、认识水平在中学化学实验教学中合理匹配。实验内容的改进应力图准确把握学科知识的脉搏,勾勒出化学实验思维方法,让学生经历从未知到已知,从具体到一般、从经验到创造的过程,以实现对知识的重构。

    [参考文献]

    [1]申玢彦.苯酚与浓溴水反应实验现象异常原因探究.探索·理化生园地,2014-4(58-59).

    [2]惠卫阳.关于苯酚与溴水及三氯化铁溶液反应机理的新探究.大观周刊,2011-11(197-198).

    [3]孙卫东.怎样做好苯酚与溴水反应实验.科学大众·科学教育,2012(118-119).

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更新时间:2025/3/17 9:53:25