三种制乙烯方法实验功能的比较研究，本文主要内容关键词为：三种论文,乙烯论文,功能论文,方法论文，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。
人教版高中化学必修2科学探究栏目提供了用石蜡油分解制取乙烯混合气体的方法；人教版选修5及鲁科版《有机化学基础》都给出了通过乙醇消去反应制取乙烯的传统方法。近年来许多老师在教学中也使用乙烯利（2-氯乙基膦酸）与NaOH快速制取乙烯。那么，这三种制乙烯的方法在教学中的功能及价值各是什么？怎样通过恰当的实验方法产生教学驱动力，并促进问题的解决呢？ 一、“石蜡油分解实验”的改进及教学价值 《化学必修2》第67页用管口略向下倾斜的大试管进行“石蜡油分解实验”。其原理是石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应，生成一定量的烯烃混合气体。 然而，实际教学中若按照课本描述的实验方法进行实验，几乎都以失败告终。分析原因，这种设计存在明显的缺陷。反应初期，石蜡油蒸气到达碎瓷片表面时没有达到分解温度就直接蒸馏出去，温度升高后石蜡油蒸气已经很少了，加之催化效果不佳，产生的烯烃极少。因此，根本不能使溴的
和酸性
褪色，更不能收集到气体，还经常发生倒吸而出现危险。 查阅相关资料，江苏南通一中林宏老师提出用竖直的具支试管进行实验的改进方案。装置图见图1。
笔者按林宏老师的方案进行实验，加热5min陆续出现气泡，石蜡油蒸气经过碎瓷片后到达试管上部冷却后又重新回流到碎瓷片上反复接触，再过5min之后酸性
溶液缓慢褪色，溴的
褪色也要经过5min左右。反应过程中气流断断续续，很难收集或点燃，偶尔也会有倒吸。 显然，改进后的实验仍然差强人意。由于反应时间长、现象不明显，无法进行课堂演示实验。 笔者经过反复琢磨，多次实验，终于找出影响实验成败的另一个关键因素——催化剂。在竖直具支试管的基础上改用球形的活性氧化铝作为催化剂（久置的氧化铝烘干后效果更好），针管改用分液漏斗容易控制石蜡油的用量，便于组装和操作。装置图见图2。
笔者用氧化铝进行石蜡油分解实验，加热2min即有平稳气流，1～2min酸性
和溴的
溶液迅速褪色，气体通过玻璃尖嘴点燃持续燃烧。整个实验在5min之内即可完成。 “石蜡油分解实验”的教学价值是什么？表面看就是产生乙烯并验证其化学性质。因此，许多老师干脆用乙醇消去反应制取乙烯或用乙烯利制取乙烯进行教学。 笔者认为新课程安排“石蜡油分解实验”是一个亮点，是无可替代的。这是因为该实验创设的情境与课题“来自石油的化工原料”相吻合，是教学中的问题线索。通过实验探究哪些现象证明生成物具有与烷烃相同的性质，哪些现象证明生成物可能具有不同于烷烃的性质，正是教学的驱动力。 如果直接用实验室制取的乙烯来验证乙烯的化学性质，那么就失去了科学探究精神！况且，这个实验与第四章石油的催化裂化遥相呼应。 二、“乙烯利制取乙烯实验”的优点及教学价值
其纯品为无色针状晶体，工业品略带黄色，易吸湿结块。据资料记载乙烯利在pH＜3的酸性溶液中稳定，pH＞3即缓慢分解，因此农业上加入水中即可分解出乙烯。在强碱性溶液中可以快速反应放出乙烯。反应方程式如下：
反应装置图如图3。该反应的优点明显：药品乙烯利是农业生产的催熟剂，价格便宜，很容易从网上购买。实验装置不需加热，操作简单安全，可快速制取大量气体。用这两种药品制取乙烯时，一定要将乙烯利溶液加入到NaOH固体中，因为NaOH固体溶水放热会加快反应速率。反之将NaOH溶液加入乙烯利固体时反应缓慢。 那么，怎样将这一实验恰当地引入教学中呢？化学实验是教学过程中的一个环节，必须与教学设计相辅相成。 例如，农业生产中有一种神秘的药品可以使生涩的果实快速催熟，青青的香蕉转眼变黄。引入问题，激发兴趣后，老师再来演示实验，让学生认识到这是一种气体，具有特殊的性质，从而揭示其碳碳双键的结构特征。最后教师再告诉学生，工业上大量制取乙烯是来自石油的裂解。这样安排教学虽然没有进行石蜡油分解实验，但对于学生的知识建构达到了异曲同工之效。 三、“乙醇消去反应制取乙烯”的教学价值 利用乙醇制取乙烯虽然是一个成熟的实验。但在必修2的教学中不宜引入。这是因为乙烯教学时不仅没有学习乙醇的性质，即使稍后课程中乙醇的性质也仅限于置换、催化氧化和酯化反应。在必修阶段根本没有涉及消去反应概念。失去化学反应原理的实验其功能价值就大打折扣了。 在选修5中，学习卤代烃的消去反应之后，再来认识乙醇的消去反应，其在教学中的价值就不仅仅是制取乙烯这么简单了。 首先，从反应原理上看，与卤代烃类似，发生消去反应的醇的结构必须是与羟基相邻的碳原子上有氢原子。其二，反应条件是浓硫酸加热，且必须控制一定温度，否则可能发生醚的取代反应。其三，从实验装置看，是液体加热需要控制溶液温度的反应。因此，只有选修5做这个实验才能充分体现其教学价值。 当然，有机化学复习教学可以将三种制取乙烯实验进行整合。从反应原理、实验装置、产品检验除杂等角度进行设问。还可以与化学平衡、化学反应速率理论相结合探究实验成败的关键因素。 恰当的化学实验不仅能创设问题情境，更是发现问题、探究问题、解决问题的核心线索。因此教学设计应该首先进行实验设计，不仅让实验恰如其分地融入教学之中，更应该让化学实验成为教学的点睛之笔。
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