3.2.1乙醇氧化实验新探 教学设计 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

新教材酸性重铬酸钾氧化乙醇的实验 教学设计 乙醇的氧化实验新探 ——新教材酸性重铬酸钾氧化乙醇的实验 1 功能与价值 习近平总书记提出了我国碳中和目标，其中乙醇氧化在碳中和目标中有着重要的价值和应用，以此为切入口可以能够激发学生的学习意识，同时酸性重铬酸钾氧化乙醇可以应用在酒精检测中，这体现了社会责任和价值。乙醇被酸性重铬酸钾氧化，体现了乙醇的还原性，原理上分两个阶段，先氧化成乙醛，再氧化为乙酸。 在人教新版选择性必修三教材实验 3-3 上，描述了乙醇会与酸性重铬酸钾反应，同时给出颜色图片和氧化原理，没有具体说明的反应物试剂的浓度和用量，从这一方面为切入口，探究具体的浓度和用量，可以培养学生的实验观。在进行完实验的颜色探究后，再进一步深化到实验的原理探究，这也是对新教材的反应原理介绍的关注，乙醇被酸性重铬酸钾氧化分两个阶段，其中进行乙醛的验证探究，有利于培养学生的科学精神与创新意识。而对进行微型实验，让学生从硅胶的不同颜色去比较，发展了学生的变化观。该实验操作简单，可以用少量的溶液，重复完成很多次，使用的实验工具来源于生活，成本较低，也易于操作。最后手持设备的引入，充分地利用了有机物的挥发特性，可以进行快速有效地完成实验验证。 乙醇被酸性重铬酸钾溶液氧化的原理过程的研究，同样可以推广到其他常见氧化剂比如溴水等，对于乙醇的氧化原理探究，结合本节课的实验探究，便有了相应的方法。 2 原理与拓展 乙醇能被酸性重铬酸钾溶液（K2Cr2O7），分两个阶段： CH3CH2OH 氧化为 CH3CHO，然后进一步氧化为 CH3COOH K2Cr2O7 Cr2(SO4)3 C2H5OH 橙黄色 蓝绿色 教材中该实验给了使用的反应物试剂（未给浓度和用量），并加以图片表明实验现象（由橙黄色变为蓝色），同时后续给了实验的原理，乙醇分两个阶段被酸性重铬酸钾氧化。在实际操作中，不同的试剂浓度和用量所产生的颜色会有区别，以及颜色产生的快慢、深浅都有影响。为了重现教材中的蓝色现象，因而进行了该实验的探究。通过查阅相关资料和实际操作得出，重铬酸钾在室温（20°C）下溶解度为 12g，因此可以配制 1%、2%和 5%的重铬酸钾作为对照（浓度不宜过大，否则会有重铬酸钾析出）。而硫酸的浓度选择 30%、50%、70%和 90%（选择的硫酸浓度有一定的间隔），同时在硫酸酸化重铬酸钾过程中，硫酸和重铬酸钾的体积比分别为 1:1、1:2 和 2:3。在实际操作中，乙醇滴加大概三滴即可，根据相关资料，乙醇也可以加热或者使用气雾器变成酒精蒸汽来进行反应，根据该反应的灵敏性，因此可以微型实验的设计。 在实际的实验中，发现不同浓度反应物试剂、不同体积比所得到的颜色有着 新教材酸性重铬酸钾氧化乙醇的实验 教学设计 明显的区别，同时颜色的快慢、深浅上也有区别。通过查阅资料和实验操作发现，开始是绿色，是由于生成的 Cr3+水解，后来变成蓝色是水解进一步加强的体现。 而且在实际长时间的观察发现，一般情况下溶液先由绿色变为蓝色（不同浓度和体积比情况下，变色的快慢有所不同），最后溶液的颜色为蓝色。因此，找到一个最佳的反应物浓度和体积比，有利于更好地理解这个反应，从而有效地解释了课本蓝色现象的原因。 最后关于原理的探究是本实验的核心内容，从传统的试剂检验，使用硝普钠试剂来验证乙醛的产生，再到乙醛检测手持设备的引入，使用电化学传感器来验证乙醛的产生，从而将本实验阶段的中间产物验证成功，印证了新教材的新增内容，乙醇被酸性重铬酸钾氧化历经了乙醛这个中间产物。 3 实验改进方案综述 汪霞等设计实验，配制了质量分数 0.25％、0.5％ 、1％ 、2％ 、3％ 、4％的 6 种重铬酸钾溶液，并分别滴加浓硫酸全部调至 pH 为 1；然后分别用试管取 2mL 溶液,再滴加 2 滴乙醇,振荡后均未出现蓝绿色,反向操作取 2mL 乙醇，再滴加 2 滴重铬酸钾酸性溶液，振荡后效果也不理想。鉴于乙醇在有机化学反应中的还原性较强，又加大了重铬酸钾溶液的浓度。最终发现当 15％的重铬酸钾溶液和 10％、15％两组溶液进行实验，并在这两组溶液中连续滴加浓硫酸，几乎达到 1： 1 的体积比时，获得强酸性重铬酸钾溶液，以这种溶液实验效果较好。取乙醇 2ml 滴加这种溶液 2 滴振荡后，即出现蓝绿色达到实验要求。由此实验获得启示是“重铬酸钾的酸性溶液”应该是“硫酸的重铬酸钾溶液”较为妥当。 丁伟华在该实验中通过微型实验来设计该实验。如图 1，使用的仪器是雾化器导管一套，实验室试纸盒若干，家用药品两个，医用酒精一瓶，脱脂棉若干，滴管两个，镊子。实验的基本步骤是用滴管将重铬酸钾加入装置中，向装置中吹气，将装置中的酒精吹入装置。连续取两、三个装置，重复上述动作，控制每次吹入的酒精有所差异，将几次实验的现象放一起观察