乙醇催化氧化实验的改进

创新设计实验研究乙醇催化氧化实验的改进樊会武1,朱旋农!,姚志红2(1.湖北省鄂南高级中学;2湖北省威宁市教育科学研究院,湖北威宁437100)摘要:采用洗耳球鼓入空气的方法成功地解决了产物的量和产物能否顺利进入检测体系的问题,自制了一种方便的鼓气装置,可将教材中的乙醇催化氧化的演示实验改为学生分组实验。实验现象明显,操作简单、安全性强,能取得良好的实验效果。关键词:乙醇的催化氧化;实验改进文章编号:1005-6629(20128-0049-02中图分类号:G6338文献标识码:B1问题的提出替吸有乙醇的粉笔或棉花,对教材实验进行了多次探人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修2究。探究发现,决定此实验成功的关键是产物的量和第三章第三节实验3-3:在一支试管中加入3-5mL乙产物能否顺利进入检测体系,为此我们设计利用洗耳醇,取一根10-15cm长的铜丝,下端绕成螺旋状,在酒球鼓人空气的方法来解决这一关键问题,鼓入空气既精灯上灼烧至红热,插入乙醇中,反复几次。注意观察可以增加产物的量,又可以将产物顺利带入检测体系反应现象,小心闻试管中液体产生的气味。该实验的目取得良好的实验效果,同时改进后不需粉笔或棉花。的,主要是说明产物中有刺激性气味的乙醛,从而说明2改进后的实验乙醇被氧化。21实验用品笔者和一些一线教师在实际教学中发现,此实验无水乙醇、铜丝(绕成螺旋状)、蓝色硅胶、希夫存在如下问题:试剂、40%乙醛、乙酸、蒸馏水;弯头试管、酒精灯、小(1)教材中的实验是在一个开放体系完成,不符试管、铁架台、橡胶塞、玻璃导管、乳胶管、注射器、打合绿色化学实验理念,且不适合做学生分组实验;火机、量筒、镊子、试管架、洗耳球。2)目标产物乙醛的检验方法缺乏信度2.2实验准备(3)未对产物水作检测。很多老师针对这些问题(1)针头套管的准备:用打孔器在橡胶塞上打设计新的改进方法,取得了很好的效果。但我们在孔,一个钻通,连上玻璃导管方便导出产物;一个不钻重复实验的过程中发现不少实验耗时较长,不适合于通,套上玻璃导管,另一侧安上注射器针头,方便鼓入课堂演示。空气。带着这些思考,我们利用弯头试管装入乙醇代(2)希夫试剂的准备:希夫试剂(Sch)又称品红口瓶内装碱液用于吸收有害气体,同时广口瓶又充当了4.4具有直观性整个装置的底座;双球干燥管的球泡分别用于铜与浓用双球干燥管作反应器,由于架设位置高,便于学硫酸反应和验证SO2使品红褪色的容器)的作用,实验生集中注意力清楚地观察管中的反应现象。所需仪器少,仪器组装简单,减轻了准备实验的负担。42具有可控制性参考文献通过铜丝的灵活转动,可根据需要随时停止反应,普通高中课程标准实验教科书化学1(必修)M.北京:人民避免药品浪费;通过乳胶管内的玻璃珠的开关,可平衡教有出社,2010实验装置内部气压,从而能有效防止倒吸,让实验的安2]王春铜与浓硫酸反应的实验探究改进U化学教育,2009全性有了保障(10):5843具有环保性3]杨基松.几个创新设计和改进实验介绍化学教学,200(5):10-12仪器的连接可保证装置的气密性完好,产生的SO2]何自航,丁伟.铜与浓硫酸反应实验的改进U化学教学,尾气能被广口瓶中的氢氧化钠溶液完全吸收,拆卸装2012,(3):49~50置或换班实验时不会产生污染。实验研究)“亚硫酸试剂。将二氧化硫通入碱性品红水溶液中直至(1)乙醇、乙酸难使希夫试剂显色,乙醛可使希夫褪色,备用。试剂显色;2.3实验装置图(2)由希夫试剂显色及蓝色硅胶变粉红色等现象丝、头套管布色硅胶可以说明:在铜的催化作用下,乙醇被空气中的氧气氧注射器针头化,生成物为乙醛和水3改进实验方案的优点(1)装置简单,材料易得,操作简便,现象明显,希夫试剂成功率高。(2)更改了产物的检验方法,使产物检测更加直24操作步骤观,帮助学生理解有机化学反应的断键规律。还可以更(1)按装置图组装好仪器,检查装置气密性换其他检测试剂达到相同的实验效果。(2)向弯头试管中加入2-5mL无水乙醇,放入螺(3)将教材中的开放体系改为一个相对封闭的体旋状的铜丝,在靠近管口的地方放入一颗蓝色硅胶,塞系,可重复实验,实现了实验的绿色化,不仅适合于课上带导管的胶塞,导管末端插人盛有1mL希夫试剂的堂演示,而且也适合学生分组实验。小试管中。(4)利用此套装置还可完成铁与水蒸气的反应(3)用酒精灯加热铜丝,铜丝逐渐变黑,3min石蜡油分解实验等高中课本实验。后,由于弯头试管导热,乙醇挥发加剧,乙醇蒸气与热的铜丝接触,左侧铜丝由黑变红,向右移动酒精灯继续参考文献:加热铜丝,整段铜丝全部变红。山]王金龙,鞠东胜乙醇脱氫生成乙醛实验的再研究囚化学教(4)用洗耳球通过针头缓慢鼓入空气,红、热铜丝有,201031(3):63-64遇空气后又会变黑,产生黑、红交替变化现象,同时不凹2]王金龙,鞠东胜.乙醇氧化脱氢实验的深度研究化学教育,2010,31(6):62~6断有气泡从小试管中冒出,鼓入的空气将产物乙醛带入3]袁东霞,郭宝峰以粉笔为載体的几则高中化学实验改进U检测体系,希夫试剂逐渐变为紫红色。同时试管口有水化学教育,20,31(9):72雾生成,变色硅胶颜色变浅,最后变为粉红色,说明有鬥4周改英,沈建忠乙醇催化氧化产物检验方法的新设计U中水生成。实验结束,熄灭酒精灯。学化学,2011,(5):2(5)另取三支试管,向其中各加入1mL希夫试剂,臼5]李先栓,铜催化氧化乙醇生成醛的反应机理U化学教学再分别滴加2滴乙醇溶液、乙醛溶液、乙酸溶液,振2011,(9):45~46荡、观察,比较。步骤(4)中希夫试剂显色说明实验过间6王美志.乙醇催化氧化实验的改进团化学教学,2011,(9):43~44程中有乙醛生成。鬥刘文芳、刘菲,霍继辉,石蜡油分解实验的改进囚化学教学,2.5结论2011,(11):41(上接第47页3操作与现象(3)该装置运用了废弃的可乐瓶,体现资源再利轻轻挤压顶部胶头滴管的胶头,缓慢滴入一滴蒸用,培养了师生变废为宝充分利用现有资源的学习生活馏水。可看到钠与硫剧烈反应,火花四射,并带有爆炸意识。性的火光和声音。反应停止后,继续向普通漏斗中滴加(4)盛有碳酸钠溶液的厚壁气球在该实验中既充蒸馏水,可看到小试管中有黑色沉淀产生当了容器盛放试剂,又起到了爆炸时气体膨胀时缓冲4理念与改进压强的作用,真是一举两得。(1)该设计采用微量化设计,节约了试剂且现象明(5)该装置一次性验证了反应产物,操作简单,效果明显(2)该反应在密闭系统中进行,避免了剧烈反应对人体的伤害。同时,产生的少量二氧化硫气体被碳酸参考文献:钠溶液吸收减少了污染性气体的排放,体现环保意识门乔紅元,钠与硫反应实脸研究仉化学教学,2005,(4):6-7绿色化学精神[2]王旭升钠与硫反应实验装置的设计们中国教育技术装备,