乙酸乙酯制備實驗的改進

羅莉萍

(安徽省寧國中學 242399)

一、使用教材

乙酸乙酯的制備實驗先后出現在人教版必修二第三章第三節，以及選修五《有機化學基礎》第三章第三節中.其中，必修二中側重介紹乙酸的化學性質，以及乙酸和乙醇發生酯化反應生成乙酸乙酯的實驗裝置，而在選修五中的 “思考和交流”欄目里，提出思考問題：“如何提高乙酸乙酯的產率？可以采取的措施？”這顯然對學生提出了更高的能力要求：要求學生利用已有的元素化合物知識和化學反應原理中化學平衡的知識來解決實際問題.

在乙酸乙酯的實驗室制備中，需要綜合考慮實驗安全、環境問題、以及如何提高乙酸乙酯的產率等方面的問題.在教學中引導學生設計出能解決上述問題的改進措施或者新的實驗方案.這樣不僅有利于學生知識與技能的培養，也有助于其分析問題解決問題能力的提高和嚴密邏輯思維的培養；學會用化學理論來解決實際問題，學以致用，最終有助于提高學生學習化學的興趣.

二、實驗器材

鐵架臺、酒精燈、圓底燒瓶(25mL)、分水器、冷凝管

三、實驗創新點

1.傳統實驗中的不足

(1)試劑方面：濃硫酸作催化劑時取用不安全，副反應較多(消去反應、醚化反應)，反應時容易發生碳化，生成二氧化硫等有害氣體.

(2)儀器方面：大試管作為反應容器，酒精燈加熱后反應非常劇烈，利用長導管空氣冷凝效果不佳(乙醇的沸點為78.5℃，乙酸乙酯的沸點為77℃，均易揮發)不利于產品的收集；不能明確從實驗現象來判斷反應是否完成；沒有可以通過化學平衡原理使乙酸乙酯產率提高的裝置.

2.實驗改進設計

實驗裝置圖片展示(如圖1).

學生通過第一次分組討論(主要針對試劑和長導管)確定實驗改進裝置圖片(如圖2).

說明：(1)通過查閱資料得出乙醇和乙酸的較適宜配比用量.(2)更換催化劑濃硫酸為稀硫酸不僅使硫酸的用量大大減少，也克服了濃硫酸在使用過程中的安全問題和避免發生副反應.(3)更換反應容器大試管為圓底燒瓶(25mL)，便于擴大受熱面積，而且在加熱時用石棉網可以使反應不過于劇烈.(4)更換長導管為冷凝器進行冷凝回流，有利于產品的收集.學生認識分水器后利用平衡移動原理再次分組討論確定的最佳實驗裝置.(5)在圓底燒瓶和冷凝器之間添加分水器.分水器的使用可以使反應中生成的水不斷移出反應器，進而提高乙酸乙酯的產率(平衡移動原理的利用)；而且可以從分水器中水的液面高度的變化與否判定反應是否完成.

四、實驗教學目標

1.知識與技能

(1)通過對乙酸乙酯傳統制備實驗裝置和儀器的分析，鞏固元素化合物的知識，找到課本實驗設計上可能存在的不足，提出改進措施，進而對實驗安全和環境的友好有更深層次的認識；

(2)通過對化學平衡移動原理的理解，設計合理方案來提高反應物的轉化率；

(3)通過對分水器的認識，了解分水器的使用對化學平衡的影響.

2.過程與方法

分組討論分析傳統的制備試劑和儀器的不足，在提出改進方案的過程中層層推進來培養實驗創新的能力，積極地把理論應用于實踐，形成科學的學習方法.

3.情感態度價值觀

(1)在實驗探究中收獲實驗的樂趣和認識新儀器的喜悅；

(2)在用平衡移動原理解決問題的同時體驗對實驗改進后的成就感，感受化學學科的魅力，激發學習興趣.

五、實驗教學過程

1.導入

選修五第三章第三節的教學中通過講授使學生了解到酯類的性質，并且掌握了乙酸與乙醇的酯化反應是可逆的.請學生回憶乙酸乙酯的制備實驗.

回憶必修2中傳統的實驗室制備方案：實驗反應原理(書寫乙酸和乙醇酯化反應的化學方程式)；實驗所用儀器(鐵架臺、酒精燈、大試管2個、長導管)；實驗所用試劑(冰醋酸、無水乙醇、濃硫酸、飽和碳酸鈉溶液).

(學生進行分組討論，匯報結果后教師進行總結)

2.問題引出

傳統的實驗中存在哪些問題？如何改進？(可通過觀看視頻)

學生分組討論后匯報，教師及時評價并確定試劑和儀器的改進方案.初步確定實驗的改進裝置.(在這一過程中，教師要積極引導學生從實驗所用試劑、實驗所用儀器、實驗反應原理等方面思考)

3.問題的推進

引導學生思考課本63頁的“思考與交流”的問題：“在制取乙酸乙酯的實驗中如果要提高乙酸乙酯的產率，你認為應當采取哪些措施？”

提示學生閱讀課本的資料卡片，從化學平衡角度思考提出可實施的改進措施.

(這一環節中，教師要與學生共同討論，改進措施，并積極考慮改進措施的可行性，并發現新問題：如何把生成的水從體系中移出來提高乙酸乙酯的產率？)

4.問題的解決

教師介紹分水器(觀看視頻)及其工作原理：利用分水器將反應生成的水層上面的有機層不斷流回到反應瓶中，將生成的水移出反應器.并且可以從水的液面高度合理判斷合適停止加熱.

(學生和老師一起動手改進裝置，確定最終改進方案.)

5.板書設計