师:同学们,今天我们来学习人教版化学选择性必修3第三章第三节第一课时。这是本节课的学习目标:通过观察乙醛的分子结构,能从官能团、化学键、基团间相互影响等多角度预测乙醛的化学性质;通过乙醛性质的实验探究,培养证据推理的核心素养,深化“结构决定性质,性质决定用途”的学科观念;基于宏观实验事实和微观结构,能根据断键和成键部位书写相关反应的化学方程式。
我们身边的一些物质,像新装修房子里的甲醛、杏仁里的苯甲醛、桂皮里的肉桂醛,大家发现它们有什么共同特点吗?对,它们都有相同的官能团。有机物的结构决定性质,性质决定用途。回顾有机化合物的认识角度,我们要从官能团、化学键和基团间相互影响等多个角度研究醛类有机化合物结构与性质的关系。
大家看,这是一瓶乙醛溶液,哪位同学能描述一下乙醛有什么物理性质?
生:乙醛是无色液体,具有刺激性气味,沸点低,易挥发,能与水互溶。
师:非常好。那乙醛有哪些化学性质呢?这是乙醛分子的结构式,请大家预测一下,乙醛分子在化学反应中哪些位置的化学键可能发生断裂,依据是什么?
(同学们纷纷提出自己的观点)
生:醛基的碳氧双键是不饱和键,π键容易断裂,可以发生加成反应;醛基的碳氢键是极性键,容易发生断裂,发生氧化反应;α - 氢受到醛基的影响,有一定活性,也可能发生断裂。
师:很好,下面我们进行实验一:乙醛与银氨溶液的反应。请同学们阅读课本实验步骤,按下暂停键,在草稿纸上画出必要实验装置图。
(展示甲同学和乙同学画出的实验装置流程图)
师:通过对比,我们发现乙同学的实验更严谨,关注到了配制银氨溶液的现象、试剂添加顺序以及氨水的用量问题。下面一起观看乙醛的银镜反应实验。
(开始讲解实验)
师:首先大家要了解本次实验所需要的实验用品。实验仪器有试管架、酒精灯、烧杯、石棉网、三脚架、量筒、胶头滴管;实验药品有蒸馏水、硝酸银溶液、稀氨水、乙醛;其他实验用品有火柴。
步骤一,准备水浴加热装置,组装好备用。水浴加热能保证试管受热均匀,且易于控制反应温度,利于银镜的生成。这样水浴加热装置就准备好了。
步骤二,制取银氨溶液。先用量筒量取1毫升的硝酸银溶液,将硝酸银溶液倒入试管中。注意试管要洁净,否则只会得到黑色疏松的银沉淀,得不到光亮的银镜。然后往装有硝酸银溶液的试管中逐滴添加稀氨水,注意要边滴加边振荡。可以看到溶液变浑浊,有沉淀产生。当溶液中的沉淀物开始慢慢溶解时,减少滴数,直至最初产生的沉淀恰好溶解,溶液变透明为止。注意,银氨溶液要随用随配,不可久置,否则会生成易爆炸的物质。此时便完成了银氨溶液的制取,接着往试管中滴入三滴乙醛溶液,振荡。
步骤三,进行水浴加热,将试管尽快放入盛有热水的烧杯里进行水浴加热。我们可以看到试管内壁出现一层光亮的银镜。
从微观的角度分析,银元素从 +1价变成0价,发生了还原反应,生成银单质;醛基的碳氢键断开,插入氧原子生成羧基,发生氧化反应,生成的羧基在碱性环境下与氨分子结合生成铵盐。因此1摩尔醛基得到2摩尔电子,对应生成2摩尔银单质。请同学们根据宏观现象和微观分析,在草稿纸上写出乙醛与银氨溶液反应的化学方程式。
(同学们书写完毕)
师:同学们,你们写对了吗?2摩尔氢氧化二氨合银与乙醛反应给出了1摩尔氧原子和1摩尔氨分子,因此产物还得到1摩尔水分子、2摩尔银单质与3摩尔氨分子。银氨溶液是一种弱氧化剂,出现银镜体现醛基有较强的还原性。本实验原理还可以用于工业制镜、制保温内胆。如果实验得不到光亮的银镜,可能的原因有哪些呢?请同学们观看视频。
注意事项:一、试管要洁净,否则只会得到黑色疏松的银沉淀,得不到光亮的银镜;二、实验条件是水浴加热,不能直接加热煮沸,直接加热不利于银镜的生成,温度过高易产生爆炸物质;三、水浴加热过程中,试管不能摇动,否则会得到黑色疏松的银沉淀,得不到光亮的银镜。
师:接下来进行实验二:醛与新制氢氧化铜悬浊液反应。请同学们阅读课本实验步骤,按下暂停键,在草稿纸上画出必要的实验装置图。
