化学“鸡尾酒”趣味实验的创设和评析,本文主要内容关键词为:鸡尾酒论文,趣味论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
江泽民指出:“教育是知识创新、传播和应用的主要基地,也是培育创新精神和创新人才的摇篮。”化学“鸡尾酒”实验就是借用“鸡尾酒”的形象:以鸡尾酒的色艳,将化学知识有机地串联起来,展示化学美、呈现化学真、突显化学奇的富有创意思想的创新实验[1]。建构起激发学生实验探究兴趣、增加求知欲望、培养乐于创新的教学情景,丰富了教学资源。
一、实验仪器及药品
仪器:托盘天平、50mL烧杯、100mL和10mL量筒、小滴瓶、试管。
二、实验步骤及现象
第一步:在一洁净的试管中加0.5葡萄糖约4mL,加莫利许试剂3~4滴,振摇,试管倾斜45°,沿试管壁徐徐加入浓硫酸约2mL,加入速度快于滴加速度,使管壁上浓硫酸呈线速度流入,在浓硫酸和糖溶液界面处发生显色反应。
现象:浓硫酸(常会有少许绿色)|紫色环|葡萄糖溶液(无色)。
色,α-萘酚氧化成为α-萘醌显黄色所致。摇动试管能使上层液溶解一部分下层葡萄糖溶液中物质,增加上层液的密度,有助于后面苯甲醇加入分层。第七步至第九步,主要是为萃取和有机物溶解性等知识而设计的。实验中,除0.03、莫利许试剂的加入外,其他试剂加入时,都要保持试管倾向45°沿管壁徐徐加入完后,将试管竖直,不可振摇(需要的在实验步骤中已经提出),待管壁上试剂充分流入溶液中,再加入下一种试剂,以使试管中液体混合机会减少,有利于分层。
四、趣味性和目标达成分析
1.趣味性分析
化学“鸡尾酒”的趣味性主要表现在如下几方面:①色:化学“鸡尾酒”可以依据化学知识,根据需要调配成丰富多彩的颜色,引起学生视觉上的高度注意,产生感知兴趣。②层:化学“鸡尾酒”可以根据化合物的密度、相溶性、稠度等,调配成奇特的多层状态,增加学生的感知兴趣。③变:化学“鸡尾酒”可以根据溶液中组分的性质,通过改变试剂、加入方式和计量,延长放置时间等,产生现象的变化,增添神秘感,引发探究兴趣。④异常:化学“鸡尾酒”调制中,由于不断的试剂加入,溶液是多组分复杂体系,加入某些试剂,可能会出现意想不到的现象,分层现象也会出现与预期不符的情况,这些都激发学生对问题的探究,形成探究兴趣。⑤创造:化学“鸡尾酒”可以自行设计,选择不同的试剂及加入顺序,得到不同的外观,形成创新。如:根据有机物亲水性和密度,设计多层系,复习总结有机物的氢键和极性知识,形成学生最高水平的兴趣——创造兴趣[4]。
2.目标达成分析
本实验设计中,第一步加深学生对糖显色反应的理解;利用糖的多层显色,硫酸密度大两因素,为后续实验的进行打下基础;改变硫酸浓度和加入方式,讨论出现的不同现象,可激发学生的探究欲望。第二步增加学生对有机物密度和溶解性知识的理解。大部分有机物不溶于水,比水轻,但当含O、S、P、卤素等原子量大于C的原子在分子中的比例增大时,其密度增大,甚至比水重。第三步能加深学生对溶液密度的理解,显色知识的巩固。第四步增加学生对甘油形成氢键的理解。水溶是因为能和水形成氢键,稠度大因为甘油分子间存在氢键。第五步帮助学生对氧化性的理解。将加NaOH换成加水,可了解在酸、碱条件下氧化产物和现象的不同。第六步能进一步理解有机物密度,分子构型与内部堆积,羟基占比对应水中溶解性的知识。苯甲醇中氧占分子量的14.8%,乙醇中氧约分子量的34.8%,但苯甲醇的密度大于乙醇,甚至大于水,说明不同类型化合物,原子量大的原子占比大,密度不一定大。苯甲醇中苯的平面结构,使分子排列更紧密,分子空隙小,密度大。所以,密度除了与分子中原子种类和占比有关,还与分子的结构、构型及之间的作用力等因素有关;苯甲醇中羟基占比少,它在水中的溶解度较小,与水溶液产生分层。第七步串联萃取知识。第八步加深学生对萃取知识及苯的物理性质知识的掌握。第九步使学生认识烷烃的结构。当烷烃碳链增长,分子量增大,分子间作用力增大,稠度增大;但由于烷烃的锯齿结构,氢原子占比又大,即使碳链再增长,密度增加很小;而稠厚物质因分子运动速度受限,萃取效果下降。
化学“鸡尾酒”实验知识涵盖广,变通性强,呈现方式新颖、亲切,现象直观、美观,易于教学互动,操作简单、方便,能充分激发、推动、强化、维持调整学生的情感活动、认知活动和实践活动,培养创新精神、造就创新能力,促进学习效能的生成。