關(guān)于乙醇催化氧化的改進實驗

舒怡

摘 要：傳統(tǒng)的乙醇催化氧化實驗通過銅絲的顏色變化和氣味來判斷產(chǎn)物，可通過新制氫氧化銅懸濁液來檢驗醛的生成，無水硫酸銅來檢驗水的生成。

關(guān)鍵詞：乙醇催化氧化;乙醛的檢驗;水的檢驗

引 言

《乙醇》是聯(lián)系烴和烴的衍生物性質(zhì)的橋梁，在有機物的相互轉(zhuǎn)化中處于核心地位。乙醇的催化氧化對于學(xué)生初步構(gòu)建有機化學(xué)知識體系和有機流程推斷起著重要作用。下面筆者將結(jié)合課本探究實驗對乙醇催化氧化實驗進行改進。

一.教材探究實驗

在人教版化學(xué)2模塊中，實驗3-3，向已知試管中加入3-5mL乙醇，取一根10-15cm長的銅絲，下端繞成螺旋狀，在酒精燈上灼燒至紅熱，插入乙醇中，反復(fù)幾次。實驗過程中觀察到灼燒銅絲由紅色變?yōu)楹谏?，插入乙醇中，銅絲又恢復(fù)了紅色，且產(chǎn)生刺激性氣味氣體，觸摸試管外壁，感覺到發(fā)燙。

二.反應(yīng)原理

紅色的銅灼燒和氧氣反應(yīng)生成黑色的氧化銅，插入乙醇中，氧化銅和乙醇反應(yīng)生成乙醛、銅、和水。因此銅絲又恢復(fù)紅色，產(chǎn)生刺激性氣味?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下：

三.實驗優(yōu)點與不足

該實驗簡單易操作，能夠看到明顯的實驗現(xiàn)象，但由于乙醇揮發(fā)，乙醇具有特殊香味，與乙醛的氣味混合。但憑氣味無法鑒別產(chǎn)物乙醛和水，因此筆者提出改進實驗如下。

四.改進實驗

1.將銅片剪細后繞成螺旋狀，取4-5片銅片置于兩通管中部，將兩通管固定在鐵架臺上，兩通管下端放置一酒精燈。

2.兩通管左端連接一三通管，三通管兩端的橡皮管分別用止水夾K1，K2夾緊。K1一端用于鼓入空氣，K2一端橡皮管連接盛無水乙醇的試管，為防止暴沸，在試管底部加幾塊沸石。

3.兩通管右端連接一干燥管，干燥管管頸處放置一塊大小適中的棉花，棉花上方撒有少量無水硫酸銅粉末用于檢驗產(chǎn)物水。

4.配置少量新制氫氧化銅懸濁液：取少量硫酸銅溶液于試管中，滴加氫氧化鈉溶液至稍過量，振蕩試管。

5.干燥管下端伸入新制氫氧化銅懸濁液液面下方，用于檢驗產(chǎn)物乙醛。

五.實驗操作和現(xiàn)象

六.學(xué)生提出疑問、設(shè)計實驗證明

學(xué)生查閱資料，提出疑問：乙醛能被催化氧化為乙酸，產(chǎn)物中是否有乙酸生成？

學(xué)生實驗：撤去裝置中的干燥管，繼續(xù)上述反應(yīng)，用藍色石蕊試紙置于導(dǎo)管末端，試紙變紅后立即停止反應(yīng)。

七.實驗結(jié)論

改進實驗中，棉花上部無水硫酸銅變藍，說明有水生成。新制氫氧化銅溶液中有磚紅色沉淀生成，說明有醛基。按上述實驗操作能夠檢驗乙醇催化氧化的產(chǎn)物乙醛、水，且銅絲紅色黑色交替變化、磚紅色沉淀、棉花變藍等實驗現(xiàn)象直觀、效果明顯。再通過化學(xué)鍵的斷裂和形成推斷產(chǎn)物和反應(yīng)過程。

在學(xué)生驗證實驗中，藍色石蕊試紙變紅，說明反應(yīng)中還有有乙酸生成。

學(xué)生通過實驗驗證構(gòu)建并加深了對醇羥基到醛基到羧基的官能團轉(zhuǎn)化的認知。

八.實驗評價

學(xué)生與教師共同參與實驗的設(shè)計和改進，使學(xué)生從化學(xué)實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)矛盾，提出問題、產(chǎn)生強烈的探索動機，結(jié)合材料經(jīng)過實驗創(chuàng)造想象、推理判斷，獲得獨特的具有創(chuàng)造性和經(jīng)得起實踐檢驗的新思路、新方法。

參考文獻

[1]林小駒，李躍，沈曉紅.高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體系的構(gòu)成和特點[J].教育導(dǎo)刊，2015（5）：80-81.