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酯化反應(yīng)是同學(xué)們認(rèn)識有機(jī)合成原理的典型代表,又是運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法研究有機(jī)物合成的開始,也是培養(yǎng)同學(xué)們實(shí)驗(yàn)探究思路的最佳素材。由于反應(yīng)使用的濃硫酸危險性大、反應(yīng)時間較長、溫度不易控制,以及反應(yīng)液易噴出、產(chǎn)率低等,老師很少在課堂上演示這一實(shí)驗(yàn),而同學(xué)們動手做這一實(shí)驗(yàn)更是少之又少。鑒于此,筆者查閱了一些資料并通過討論、交流,對原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),使這一實(shí)驗(yàn)不再只是停留于書本上,而是便于實(shí)際操作,以達(dá)到培養(yǎng)同學(xué)們的觀察能力、思考能力、分析解決問題的能力,規(guī)范同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作的目的。
1.自制教具:冷凝回流裝置。
2.實(shí)驗(yàn)儀器:導(dǎo)管3根、止水夾3個、橡皮管3條、干燥管1個、試管1支、具支試管1支、大燒杯1個、量筒(25mL)1支、酒精燈1展、底部剪去的塑料瓶1個、鐵架臺(含鐵夾)。
3.實(shí)驗(yàn)試劑:沸石、氯化鐵乙醇溶液、無水乙醇、P2O5粉末、冰醋酸、飽和碳酸鈉溶液。
1.按圖1組裝裝置(鐵架臺略)。向具支試管中先后加入少量沸石、0.5mL氯化鐵乙醇溶液、3mL無水乙醇、2mL冰醋酸、1gP2O5;在具支試管上方裝上冷凝回流裝置;裝上收集裝置,收集裝置由干燥管和試管構(gòu)成,試管中加入約體積的飽和碳酸鈉溶液。
圖1
2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。點(diǎn)燃酒精燈,將塑料瓶中加滿自來水,打開止水夾A、關(guān)閉止水夾B冷凝回流2min。打開止水夾B、關(guān)閉止水夾A進(jìn)行蒸餾,具支試管快干時即停止蒸餾,一般需4min左右。會觀察到收集裝置的試管中出現(xiàn)了明顯的分層現(xiàn)象。關(guān)閉止水夾B,移開酒精燈,停止實(shí)驗(yàn)。將收集到的分層液體倒入量筒中,上層液體的體積除以理論產(chǎn)量即為產(chǎn)率。
表1 教材中使用濃硫酸的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
表2 本文改進(jìn)后的分組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
產(chǎn)率的計算:
列式解得V≈3.42mL。
實(shí)際得到的體積數(shù)除以3.42mL即可得到產(chǎn)率。
1.改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)。(1)使用氯化鐵乙醇溶液與P2O5粉末作催化劑,降低了實(shí)驗(yàn)危險性,也縮短了反應(yīng)時間;(2)自制的冷凝回流裝置提高了原料利用率;(3)采用干燥管深入到液面以下,既減少了產(chǎn)物的損失,也可防倒吸;(4)將反應(yīng)后的混合液體倒入量筒中,通過上層液體的體積讀數(shù)可計算出產(chǎn)率。
2.實(shí)驗(yàn)評價。(1)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)克服了原教材實(shí)驗(yàn)的不足,從實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)上來看培養(yǎng)了同學(xué)們的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識,符合化學(xué)核心素養(yǎng);(2)實(shí)驗(yàn)過程中探究了實(shí)驗(yàn)最佳條件,培養(yǎng)了同學(xué)們科學(xué)運(yùn)用控制變量法;(3)尋找生活中易得物質(zhì)——塑料瓶,自制冷凝回流裝置,讓實(shí)驗(yàn)接近生活;(4)通過產(chǎn)率的計算,讓同學(xué)們體會理論與實(shí)踐相結(jié)合的思想。