2016-2017學年人教版選修6 第二單元課題二 物質的制備 教案2 市賽一等獎

課題二物質的制備第二課時1．實驗目標 （1）制取乙酸乙酯，初步體驗有機物質的制取過程和特點（2）探究濃硫酸在生成乙酸乙酯反應中的作用（3）體驗通過實驗的方法獲取知識的過程2．預習指導（1）實驗原理乙酸和乙醇在催化劑存在的條件下加熱可以發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯。反應方程式為：，H+可以用作酯化反應的催化劑。由于該反應是可逆反應，為了提高乙酸乙酯的產(chǎn)量，必須盡量使化學反應向有利于生成乙酸乙酯的方向進行，所以乙酸乙酯的制備反應常選用濃硫酸做催化劑，濃硫酸除了做酯化反應的催化劑以外還具有吸水性，可以吸收酯化反應中生成的水，使化學平衡向生成物方向進行，更有利于乙酸乙酯的生成。酯化反應中起催化劑作用的濃硫酸量很少，一般只要使硫酸的質量達到乙醇質量的3%就可以，但在實際實驗中濃硫酸的用量往往比較多，就是要利用濃硫酸的吸水性。（2）實驗技能①反應物的混合。加入試劑順序為乙醇→濃硫酸→乙酸。由于反應物中有濃硫酸，所以加入3mL乙醇后要邊振蕩試管邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL乙酸，防止?jié)饬蛩崤c乙醇、乙酸混合時放出大量熱量，造成液體飛濺。濃硫酸不宜最后滴加，以免在滴加濃硫酸的過程中乙酸與乙醇過早發(fā)生反應。②蒸餾操作。本實驗中，制取乙酸乙酯的裝置是一種邊反應，邊蒸餾的簡易裝置，加熱應緩慢，反應溫度不宜過高，溫度過高時會產(chǎn)生乙醚和亞硫酸等雜質，而且會使過多乙醇、乙酸未經(jīng)反應就脫離反應體系，降低乙酸乙酯的產(chǎn)率。③分液操作。反應結束后用直尺測有機層厚度，然后將飽和碳酸鈉溶液和蒸出產(chǎn)物導入分液漏斗內分液，取有機層回收。（3）實驗操作要點①乙酸、乙醇、乙酸乙酯的沸點分別為117．9℃，78．5℃，77．1℃，而乙酸與乙醇反應的溫度實際上只有70～80℃②本實驗裝置中，收集乙酸乙酯的試管中要預先放入飽和Na2CO3溶液，約占試管容積的1/3。飽和Na2CO3溶液的作用是：冷凝乙酸乙酯；吸收隨乙酸乙酯一起蒸發(fā)出來的乙酸和乙醇；乙酸乙酯在Na2CO3溶液中的溶解度比在水中更小，容易分層析出，便于分液。③本實驗裝置中，導出乙酸乙酯的導氣管不要伸到飽和Na2CO3溶液中去，應在飽和Na2CO3溶液上方一點，防止由于加熱不均勻，造成Na2CO3溶液倒吸入加熱反應物的試管中。④“探究濃硫酸在生成乙酸乙酯反應中的作用”實驗中，每次實驗乙酸和乙醇取用的體積要相同，加熱的時間也要相同，這樣更有可比性。⑤比較有、無濃硫酸存在條件下酯化反應的情況時，只取3mL乙醇和2mL乙酸加熱，用測量的有機層的厚度與乙酸乙酯制備中有機層的厚度比較就行，這樣可以節(jié)省時間。在相同的時間內，沒加濃硫酸的裝置幾乎沒有乙酸乙酯生成。這就證明了濃硫酸在酯化反應中起了催化劑的作用。⑥比較“在氫離子含量相同的稀硫酸、濃硫酸作用下，酯化反應的快慢”，實驗中得到的有機層的厚度明顯比沒有濃硫酸存在時的厚度大，但是比有濃硫酸存在時得到的有機層的厚度要小，說明H＋是酯化反應的催化劑，再結合濃硫酸的特性，可以推測濃硫酸在酯化反應中起了催化、吸水的作用。3．實驗要求（1）飽和碳酸鈉溶液配制：按照室溫下的溶解度稱取一定質量碳酸鈉，溶解在一定的水中配成飽和碳酸鈉溶液備用，由教師事先配制好供學生用。（2）由學生設計并畫出乙酸乙酯制取實驗的記錄表。參考實驗記錄表：（3）由學生畫出設計實驗的記錄表。參考實驗記錄表（4）在數(shù)據(jù)處理上要實事求是，不改動數(shù)據(jù)。4．建議與改進（1）反應前在大試管中預先加入幾片干凈的碎瓷片，以防溶液暴沸。（2）為了更好地測量有機層的厚度，可預先向飽和碳酸鈉溶液中加入1滴酚酞試液。碳酸鈉溶液中加入酚酞后顯紅色，而上層為無色透明液體，現(xiàn)象非常明顯。（3）本實驗最好使用冰醋酸和無水乙醇，盡量不用95%的乙醇，同時采用乙醇過量的辦法。（4）本實驗中的導氣管選用長一點的好，這樣可以更好地冷凝生成物，減少乙酸乙酯的損失。為了減少乙酸乙酯的損失，也可以作如圖2-2所示的改進：在球形干燥管下端連接一短玻璃管，將其插入飽和碳酸

圖2-2

制取乙酸乙酯簡易裝置的改進鈉溶液液面下2～3cm處，這樣既可增加冷凝效果，又可洗滌乙酸乙酯，除去乙酸、乙醇、亞硫酸等雜質，同時又能防止由于加熱不均勻，造成Na2CO3溶液倒吸入加熱反應物的試管中。（5）在“探究濃硫酸在生成乙酸乙酯反應中的作用”的實驗中，由于取用的液體較多，最好選用大一號的試管，以保證加熱實驗的安全。5．問題與討論（1）物質的量相等的乙酸和乙醇，不能全部轉化為乙酸乙酯，因為乙酸和乙醇的酯化反應是可逆反應，當反應達到平衡后，各組分的濃度保持不變，不改變影響化學平衡的條件，乙酸乙酯的含量不會增加。（2）欲提高生成乙酸乙酯反應的限度，提高乙酸的轉化率，可以采取的措施有：增加乙醇的用量，使化學平衡向正反應方向移動，可以提高乙酸的利用率；增加濃硫酸的用量，利用濃硫酸吸水使化學平衡向正反應方向移動；加熱將生成的乙酸乙酯及時蒸出，通過減少生成物的濃度使化學平衡向正反應方向移動。

（3）在酯化實驗中，三種不同條件下酯化反應進行的快慢不同：沒有酸催化時，幾乎沒有乙酸乙酯生成；濃硫酸催化時生成的乙酸乙酯的量最多，形成相同厚度的有機層時間最短；稀硫酸或稀鹽酸催化時，生成少量的乙酸乙酯，形成相同厚度的有機層時間較長，說明濃硫酸在反應中起了催化劑、吸水劑的作用，而稀硫酸、稀鹽酸等無機酸僅起了催化劑的作用，沒有促進化學平衡向酯化反應方向移動的作用。由于酯化反應為可逆反應，而稀硫酸、稀鹽酸等無機酸催化酯化反應的效果較濃硫酸差，因此探索乙酸乙酯發(fā)生水解反應時，不利于酯化反應的稀無機酸催化劑有利于酯的水解。因此，乙酸乙酯的水解用稀無機酸的催化效果比用濃硫酸的效果好；同時由于乙酸乙酯水解生成了乙酸：，如果用無機堿催化乙酸乙酯的水解，會使堿與生成的酸反應，降低生成物乙酸的濃度，從而使化學平衡更容易向水解的方向移動，所以，乙酸乙酯水解的適宜條件為無機酸或無機堿催化，最佳條件是用無機堿催化乙酸乙酯水解。6．拓展實驗

（1）廚房中制膠水該實驗是利用了酪蛋白的性質：酪蛋白不溶于水、酒精及有機溶劑，但溶于堿溶液。在牛奶中酪蛋白約占牛乳總蛋白的80%，室溫20℃①最好用白醋，這樣制得的膠水為白色黏稠狀。②最好用脫脂奶，普通牛奶中有脂類物質，如果用普通牛奶加醋酸，后面過濾的時間較長，而且制得的膠水黏合效果不好。③加小蘇打不宜多，否則制得的膠水中小蘇打顆粒多。（2）自制肥皂本實驗可以選用植物油（如花生油、橄欖油、色拉油等），也可以選用豬脂肪加熱提煉出來的油脂，具體視原料是否易得、價格是否便宜來決定。

肥皂可按下面方法制?。?/p>

稱取4～5g豬油（或8～10mL植物油），加入10mL乙醇、5mL水、2～3gNaOH固體，放入蒸發(fā)皿中加熱約5～10min（期間用玻璃棒取出幾滴試樣放在試管里，加入4～5mL水，把試管浸在熱水浴中或放在火焰上加熱，并不斷振蕩。如果混合物完全溶解，沒有油滴分出，表示皂化已達完全，若還有油滴，需繼續(xù)加熱至沒有油滴分出），將蒸發(fā)皿放在冷水中水浴冷卻，加25mL飽和NaCl溶液鹽析，肥皂因發(fā)生凝聚而從混合液中析出，并浮在表面，將混合物倒入燒杯，用紗布濾出固態(tài)物質擠干