苏教版高中化学选择性必修3专题3专题总结探究课学案

【项目情境】

素养解读

苯与液溴发生的反应为放热反应，某化学兴趣小组为探究苯与溴发生反应的原理，用如图所示装置进行了实验。

根据相关知识讨论问题。

1．核心素养—科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验等方法进行实验探究。

2．素养目标：通过“探究苯与液溴反应的原理”实验，了解仪器的名称与用途，学会实验操作、实验现象的描述、物质分离与提纯的方法，培养科学探究与创新意识。

【探究过程】

素养评价

【探究任务一】　仪器的名称和用途

1．仪器A的名称是什么？该实验中采用冷凝装置，其作用是什么？

[提示]　仪器A的名称为冷凝管；冷凝管的作用是让挥发出来的溴单质冷凝，防止对产物的检验造成干扰。

2．装置Ⅲ中小试管内苯的作用是什么？整套实验装置中能防止倒吸的装置有哪些？

[提示]　苯与溴都容易挥发，溴易溶于苯，溴化氢不溶于苯，装置Ⅲ中小试管中的苯能吸收溴，排除了干扰；装置Ⅲ试管里苯与导管口接触，不会影响装置内的气体压强，所以可以防止发生倒吸装置；装置Ⅳ烧杯中，倒立的干燥管容积大，发生倒吸后，水上升到干燥管中，使烧杯中液面下降，上升的液体又在重力作用下回流到烧杯中，所以可以防止发生倒吸。

【探究任务二】　实验操作和实验现象的描述

1．该实验中应如何打开和关闭K1、K2?

[提示]　实验开始时，关闭K2，开启K1和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液，反应结束后，开启K2，关闭K1和分液漏斗活塞，使装置Ⅰ中的水倒吸进入装置Ⅱ中。

2．该实验过程中所发生反应的化学方程式有哪些？

[提示]　溴与铁反应生成溴化铁：2Fe＋3Br2===2FeBr3，苯和液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢：。

3．装置Ⅲ中可能观察到的现象是什么？

[提示]　小试管中有气泡产生，液体变为棕黄色；广口瓶中有白雾出现，AgNO3溶液中有淡黄色沉淀生成。

【探究任务三】　混合物的分离与提纯

1．实验室用溴和苯反应制取溴苯，得到粗溴苯后，如何进行提纯？

[提示]　该反应中，铁和溴反应生成溴化铁，溴化铁作催化剂且易溶于水，所以混合物中含溴化铁；苯和溴不可能完全反应，混合物中含有溴和苯；制取溴苯的同时还有溴化氢生成，所以混合物的成分有溴化铁、溴、苯、溴苯、溴化氢，所以进行如下操作：①HBr、溴化铁易溶于水而其它物质不易溶于水，所以先水洗洗去氢溴酸和溴化铁；分液得到的有机层有溴、苯、溴苯；

②溴和氢氧化钠反应，所以用10%的NaOH溶液洗去溴单质；分液得到的有机层有苯、溴苯；

③残留部分氢氧化钠，氢氧化钠能溶于水而其他物质不溶于水，所以用水洗去多余的氢氧化钠；

④用水洗涤后会残留部分水分，用干燥剂除去多余的水；分液得到的有机层有苯、溴苯；

⑤两者沸点不同，苯的沸点小，先被蒸馏出，溴苯留在母液中，所以采取蒸馏的方法分离溴苯与苯。

2．下列混合物除杂所用的试剂及分离方法是什么？

A．溴苯中的溴　B．乙烷中的乙烯　C．苯中的甲苯

[提示]　A．溴与NaOH反应后，与溴苯分层，然后分液可分离。B．乙烯被高锰酸钾氧化生成二氧化碳，引入新杂质，故除去乙烷中的乙烯应选溴水，采用洗气的操作。C．甲苯易溶于苯中，可加酸性高锰酸钾可将甲苯转化为苯甲酸，苯甲酸也易溶于苯中，故然后加入氢氧化钠转化为苯甲酸钠，然后进行分液。

1．科学探究与创新意识—水平1：能对“苯与液溴反应的原理”提出可能的实验方案。

2．科学探究与创新意识—水平3：能依据设计的实验方案，组装实验仪器，完成实验操作。

3．证据推理与模型认知—水平4：能对“苯与液溴反应的原理”提出探究性的问题和假设，基于现象和数据分析并得出结论。

4．科学态度与社会责任—水平1：逐步养成严谨求实的科学态度。