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乙醇催化氧化实验产物检验探究

发表时间：2020/10/20 来源：《教学与研究》2020年10月上作者：岳峰涛

[导读] 乙醇催化氧化实验改进对目标产物乙醛和水的检验使实验更有信度

新疆乌鲁木齐市第四中学岳峰涛 830000

内容摘要：乙醇催化氧化实验改进对目标产物乙醛和水的检验使实验更有信度，让实验更有说服力，通过此实验可以让学生在有机物的学习中抓住“结构决定性质”这一普遍规律，学会以点带面的学习方法；同时对实验的步步改进过程中，培养学生“不达目的不罢休”的实验创新精神，培养求实严谨的优良品质。
关键字词：乙醇催化氧化乙醛检验水的检验
        《生活中两种常见的有机物--乙醇》是人教版高中化学必修2第三章第3节的内容，乙醇在有机物的相互转化中处于核心地位，在有机学习的主干线中起着重要的桥梁作用，乙醇的催化氧化实验是高中学业水平性考试中实验考察的重要实验，但传统实验对于产物乙醛采用闻气味的方式鉴别，学生对乙醛的气味不熟悉又有乙醇气味干扰，显然这种方法既不实际又不严谨，对于另一产物水根本没有检验环节。通过对乙醇的催化氧化实验的改进，对反应产物乙醛和水的检验的探究来理解反应原理是本节课的重难点，通过此实验可以让学生在有机物的学习中抓住结构决定性质这一普遍规律，学会以点带面的学习方法；同时对产物检验过程中，培养学生改进实验学习创新精神，培养求实严谨的优良品质。
        在教学过程中，由学生先根据教材做实验，产生质疑，引发学生思考：你能分辨出乙醇和乙醛的气味吗？能否看到生成的水？
        有些同学对气味不敏感说明：产物通过气味判断可信度较低，且实验中看不到水的生成。用上述问题激发学生兴趣，促使学生自主探究产物的验证。
        在前面的学习中，学生已经了解到乙醇的催化氧化反应的产物是乙醛和水，知道无水硫酸铜遇到水后会由白色变为蓝色这一性质可以用来检验水。也通过资料了解到新制氢氧化铜中滴加乙醛，加热后由蓝色变为砖红色，可以用来检验乙醛，而且此实验必须在碱性条件下进行。
        一、实验器材
        1、实验仪器
        试管、酒精灯、铁架台，玻璃导管，铁架台，石棉网
        2、实验药品
        铜丝、CuO、NaOH固体、无水硫酸铜、无水乙醇、硫酸铜溶液（2%）、NaOH溶液（50%）
        二、实验方案设计+教学过程设计
        在此基础上，学生小组讨论分析方案①
        1、将加热的铜丝，迅速伸入到乙醇溶液当中，乙醇溶液沸腾，铜丝由黑色变为红色，说明氧化铜参与反应
        2、再将铜丝抽离溶液，鼓入空气，铜丝未由红色变为黑色，硫酸铜未变蓝，反应后的氢氧化铜溶液加热后未变砖红色。说明乙醛和水都未检验出。
        为什么方案①没有能够检验出产物？
        将铜丝换成氧化铜粉末。

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产生实验方案②
        乙醇蒸汽通过后，氧化铜粉末由黑色变为红色，反应后的氢氧化铜溶液加热后变砖红色，说明可以检验出乙醛，同时说明有水生成，但是硫酸铜未变蓝，说明未能检验出水。
        水未检验出的原因是气流通过过快,水与硫酸铜未能充分接触硫酸铜的吸水性不好。
        氢氧化钠+硫酸铜（氢氧化钠是干燥剂，可以用来吸水）
        通过进一步修改形成实验方案③乙醇蒸汽通过后，氧化铜粉末由黑色变为红色，反应后的氢氧化铜溶液加热后变砖红色，说明有乙醛生成，氢氧化钠+硫酸铜混合物变蓝且有少量黑色物质生成。说明有水生成。
        黑色物质是什么，为什么有这样的现象？
        学生讨论：在水的参与下硫酸铜和氢氧化钠生成了氢氧化铜，温度升高后会分解生成氧化铜。
        怎样证明是在水的参与下硫酸铜和氢氧化钠生成了氢氧化铜而不是在乙醇作用下硫酸铜和氢氧化钠生成了氢氧化铜。
        实验探究：将硫酸铜固体和氢氧化钠固体混合物加到无水乙醇中观察实验现象。
        结论：无明显现象，可以证明乙醇催化产物中是有水的。
        三、实验结论
        方案③能达到预期目标，乙醇催化氧化的产物是乙醛和水。
        四、目标达成
        1．通过实验产物的检验，掌握乙醇的催化氧化反应原理，加深“结构决定性质”这一科学思想。——培养学生“宏观辨识与微观探析”的科学素养。
        2．努力提高实验探究能力、综合分析能力——提高了学生“科学探究与创新意识”的科学素养。
        3．培养学生勇于探索的科学精神，增强社会责任感——关注了学生“科学精神与社会责任感”的科学素养。
        五、教学反思与自我评价
        1、目标产物乙醛和水的检验使实验更有信度，让实验更有说服力。
        2、通过产物检验，使学生更深刻的理解乙醇催化氧化中乙醇的断键原理，为选修五醇类有机物的学习打下良好的基础。
        3、提高了学生学习化学的兴趣。
        4、用硫酸铜+氢氧化钠（质量比1:1)来检验水，最后出现的蓝色有可能是氢氧化铜，这也是能证明有水生成的。
        5、乙醛的检验中新制氢氧化铜是用10%的氢氧化钠溶液和2%的硫酸铜溶液配制的，实际实验中是没有现象的，将氢氧化钠的浓度加大到50%效果更明显，这也是一个探究点，根据学生的实际情况，没有设计这部分的实验探究，在以后的教学中也可以进行探究。