实验：β萘乙醚的制备教学设计中职专业课-化学实验技术-分析检验技术-生物与化工大类

实验：β萘乙醚的制备教学设计中职专业课-化学实验技术-分析检验技术-生物与化工大类学科Xx年级册别Xx年级上册共1课时教材部编版授课类型新授课第1课时教学内容一、教学内容本实验选自中职《化学实验技术（分析检验技术）》中“有机化合物制备”章节，主要内容为β-萘乙醚的制备。通过威廉姆森醚合成法，以β-萘酚和溴乙烷为原料，在碱性条件下（氢氧化钠/乙醇溶液）进行反应，学习回流装置搭建、原料混合、控温回流、产物萃取（水洗、碱洗、水洗）、无水硫酸钠干燥、减压蒸馏纯化及产品熔点测定等操作，掌握醚类化合物的制备原理与实验技能。核心素养目标分析二、核心素养目标分析本实验旨在培养学生科学探究与创新意识，通过威廉姆森醚合成法的设计与实施，提升实验操作技能与创新思维；强化科学态度与社会责任，树立规范操作、安全实验的意识，理解化学实验在工业生产中的应用价值；发展宏观辨识与微观探析能力，从反应物、产物结构角度理解反应本质；培养证据推理与模型认知，通过熔点测定等实验现象分析产物纯度，形成基于证据的推理习惯。教学难点与重点三、教学难点与重点1.教学重点，①威廉姆森醚合成法的反应原理及β-萘乙醚的制备流程；②回流装置搭建、控温回流、萃取分离（水洗、碱洗、水洗）、无水硫酸钠干燥、减压蒸馏纯化等关键操作技能；③产品熔点测定方法及纯度判断依据。2.教学难点，①碱性条件下反应温度与氢氧化钠浓度的控制，减少副反应（如β-萘酚氧化、溴乙烷水解）；②萃取操作中有机相与水相的准确分层判断及洗涤顺序对产物纯度的影响；③减压蒸馏时真空度控制与沸点校正，避免产物分解。教学方法与策略四、教学方法与策略1.教学方法：采用任务驱动法、演示法与小组合作法，结合学生动手能力特点，以制备任务为导向，教师演示关键操作（如回流装置搭建、减压蒸馏），小组协作完成实验。2.教学活动：设计“原理探究—操作模拟—实验实施—问题讨论”活动，通过角色扮演（如“安全员”监督规范操作），增强参与感。3.教学媒体：运用PPT展示反应机理与操作流程，虚拟仿真软件预习步骤，实物投影展示学生操作细节，辅助突破难点。教学过程五、教学过程

1.导入（约5分钟）

①激发兴趣：展示香料工业中β-萘乙醚的实际应用图片，提问：“为什么β-萘乙醚能作为香料？它的合成方法是什么？”引发学生对实验目的的思考。

②回顾旧知：提问“威廉姆森醚合成法的反应条件是什么？”，学生回答“碱性条件下SN2反应”；追问“萃取操作的关键步骤有哪些？”，学生回答“分层判断、洗涤顺序、干燥剂使用”。

2.新课呈现（约30分钟）

①讲解新知：

-反应原理：板书β-萘酚与溴乙烷在NaOH/乙醇中反应的方程式，强调β-萘酚酚羟基的亲核性及溴乙烷的离去基团作用。

-操作流程：分步展示回流、萃取、干燥、减压蒸馏流程图，标注关键参数（如回流温度78℃，萃取分层判断依据）。

②举例说明：

-例1：对比β-萘酚与苯酚在碱性条件下的反应活性差异，解释β位萘环的共轭效应增强亲核性。

-例2：展示错误操作案例（如萃取时未充分振荡导致分层不清），分析对产物纯度的影响。

③互动探究：

-小组讨论：“如何减少溴乙烷水解副反应？”，学生提出“控制NaOH浓度”“避免水进入反应体系”。

-教师演示：搭建回流装置，强调冷凝水流向（下进上出）；演示减压蒸馏时真空度调节与沸点对应关系。

3.巩固练习（约25分钟）

①学生活动：

-分组实验：每组按流程操作（称量β-萘酚、加溴乙烷、回流30分钟、萃取分液、无水Na₂SO₄干燥、减压蒸馏）。

-关键任务：记录回流温度变化、观察萃取分层现象、调节真空度至0.09MPa并收集馏分。

②教师指导：

-巡视指导：纠正回流装置倾斜角度＞10°的错误；提醒萃取时“先水洗后碱洗”的顺序。

-问题诊断：针对产物熔点偏低（实测60℃，理论37℃），引导学生分析“干燥不充分”或“蒸馏过热”原因。

4.总结与拓展（约5分钟）

①总结：学生归纳“威廉姆森醚合成法要点”“减压蒸馏操作规范”，教师补充β-萘乙醚在香料工业中的纯度标准（＞98%）。

②拓展：布置任务“设计实验改进方案，如何提高产率？”，下节课汇报。知识点梳理1.威廉姆森醚合成法原理

①反应本质：β-萘酚酚羟基在碱性条件下（NaOH/乙醇）生成酚氧负离子，作为亲核试剂与溴乙烷发生SN2亲核取代反应，生成β-萘乙醚。

②反应方程式：C₁₀H₇ONa+C₂H₅Br→C₁₀H₇OC₂H₅+NaBr。

③反应条件：碱性环境（NaOH浓度10%-15%）、乙醇为溶剂、回流温度78℃（乙醇沸点）。

2.实验操作流程与关键点

①原料准备：称取β-萘酚（6.8g，0.05mol），溶于30ml乙醇；量取溴乙烷（6.5ml，0.088mol），分两次加入。

②回流装置搭建：圆底烧瓶与冷凝管连接，冷凝水下进上出，加热套控温，回流30分钟（观察沸腾状态，避免暴沸）。

③萃取分离：反应液冷却后，加入50ml水分层，分出有机相；有机相依次用10%NaOH溶液（10ml，除去未反应β-萘酚）、水（10ml，除去碱液）洗涤，每次振荡后静置分层。

④干燥：有机相加无水Na₂SO₄（至颗粒松散），静置15分钟，过滤除去干燥剂。

⑤减压蒸馏：装置（圆底烧瓶、克氏蒸馏头、冷凝管、接收瓶、真空泵），先抽真空至0.09MPa，再加热收集馏分（沸点120-125℃/0.09MPa）。

⑥产物检测：测熔点（理论37℃，实测范围35-38℃），计算产率（理论产率约85%）。

3.副反应及控制措施

①β-萘酚氧化：氧气参与生成醌类，需通氮气保护或减少反应时间。

②溴乙烷水解：水存在时生成乙醇，需控制NaOH浓度（避免过高），反应装置干燥。

③β-萘酚醚化：β-萘酚与过量溴乙烷生成二乙醚，需控制溴乙烷用量（n(溴乙烷):n(β-萘酚)=1.2:1）。

4.实验现象与结果分析

①回流现象：溶液由无色变为浅黄色，冷凝管液滴均匀回流。

②萃取分层：水洗后有机相（下层，密度＞水），碱洗后有机相由浅黄变为无色。

③干燥现象：无水Na₂SO₄结块说明含水多，需补加至松散。

④蒸馏现象：馏分温度稳定时收集，前馏分（低沸点杂质）弃去，主馏分为无色透明液体。

⑤熔点分析：初熔至全熔温度差≤2℃为纯，＞2℃含杂质（如未反应原料）。

5.安全操作规范

①个人防护：佩戴护目镜、橡胶手套，实验服扣好。

②试剂安全：β-萘酚（有毒，避免接触皮肤）、溴乙烷（易挥发、致癌，通风橱操作）、NaOH（腐蚀性，稀释时加碱到水）。

③装置安全：回流装置固定牢固，减压蒸馏前检查气密性，防止倒吸。

④应急处理：皮肤接触β-萘酚用乙醇清洗，溴乙烷泄漏用沙土覆盖。

6.实验数据处理

①理论产率计算：n(β-萘酚)=6.8g/144g/mol=0.05mol，理论产物质量=0.05mol×172g/mol=8.6g。

②实际产率：m(实际产物)/8.6g×100%，合格产率≥70%。

③误差分析：产率低可能原因（反应不完全、萃取损失、蒸馏损失），熔点低可能原因（干燥不充分、蒸馏过热）。

7.工业应用关联

①β-萘乙醚用途：香料工业中用作定香剂，花香型香精的稳定剂。

②纯度要求：工业级纯度≥98%，熔点35-38℃，需通过重结晶或二次蒸馏提纯。

③绿色改进：用相转移催化剂（如四丁基溴化铵）提高反应速率，减少NaOH用量。课堂七、课堂评价1.课堂评价：通过提问检测学生对威廉姆森醚合成原理的掌握，如“碱性条件下为何选择NaOH/乙醇体系？”“萃取时为何先水洗后碱洗？”，观察学生实验操作规范性，重点检查回流装置搭建（冷凝水流向）、萃取分层判断（振荡后静置时间）、减压真空度调节（0.09MPa稳定性），通过实验报告中的数据记录（熔点范围35-38℃、产率≥70%）及现象分析（如“干燥后Na₂SO₄结块原因”）即时诊断学习效果，对操作错误（如萃取顺序颠倒）当场纠正。2.作业评价：批改实验报告时关注原理方程式书写正确性、操作步骤完整性（如“是否记录回流温度变化”）、数据处理准确性（理论产率计算公式应用），针对共性问题（如“副反应控制措施遗漏”）在课堂集中点评，个性问题（如“某组产率低原因分析不充分”）单独指导，鼓励学生结合工业应用（如“如何优化反应条件提高纯度”）设计改进方案，强化知识应用能力。板书设计①威廉姆森醚合成法原理

-反应本质：酚氧负离子（C₁₀H₇O⁻）亲核取代溴乙烷（C₂H₅Br）

-反应方程式：C₁₀H₇ONa+C₂H₅Br→C₁₀H₇OC₂H₅+NaBr

-关键条件：碱性体系（NaOH/乙醇）、回流温度78℃、SN2机理

②实验操作流程

1.回流：圆底烧瓶+冷凝管（下进上出），加热30分钟

2.萃取：水洗→碱洗（10%NaOH）→水洗，静置分层

3.干燥：无水Na₂SO₄至颗粒松散，过滤

4.减压蒸馏：真空度0.09MPa，收集120-125℃馏分

5.检测：熔点测定（理论37℃）

③安全与规范

⚠️试剂风险：β-萘酚（有毒）、溴乙烷（致癌）、NaOH（腐蚀）

⚠️操作要点：通风橱操作、装置气密性检查、应急处理（乙醇清洗皮肤）

⚠️副反应控制：通N₂防氧化、控制NaOH浓度防水解反思改进措施九、反思改进措施（一）教学特色创新1.任务拆解分层，将β-萘乙醚制备拆解成“原料准备—回流操作—萃取分离—纯化检测”4个核心任务，每组认领1个任务作为“主操作员”，其他成员辅助，强化责任意识与协作能力。2.虚实操作融合，课前用虚拟仿真软件模拟回流装置搭建错误（如冷凝管水流反接）的后果，实验后对比真实操作，加深印象。（二）存在主要问题1.学生操作差异明显，部分小组萃取时分层判断耗时过长，影响后续蒸馏步骤；2.评价侧重产率结果，对操作规范性（如减压蒸馏时真空度调