乙醇的催化氧化实验 [乙醇催化氧化实验的改进]
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(2012)8－0049－02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1 问题的提出
入教版普通高中课程标准实验教科书化学必修2第三章第三节实验3-3：在一支试管中加入3-5 mL乙醇，取一根10－15 cm长的铜丝，下端绕成螺旋状，在酒精灯上灼烧至红热，插入乙醇中，反复几次。注意观察反应现象，小心闻试管中液体产生的气味。该实验的目的，主要是说明产物中有刺激性气味的乙醛，从而说明乙醇被氧化。
笔者和一些一线教师在实际教学中发现，此实验存在如下问题：
(1)教材中的实验是在一个开放体系完成，不符合绿色化学实验理念，且不适合做学生分组实验；
(2)目标产物乙醛的检验方法缺乏信度；
(3)未对产物水作检测。很多老师针对这些问题设计新的改进方法，取得了很好的效果。但我们在重复实验的过程中发现不少实验耗时较长，不适合于课堂演示。
带着这些思考，我们利用弯头试管装入乙醇代替吸有乙醇的粉笔或棉花，对教材实验进行了多次探究。探究发现，决定此实验成功的关键是产物的量和产物能否顺利进入检测体系，为此我们设计利用洗耳球鼓入空气的方法来解决这一关键问题，鼓入空气既可以增加产物的量，又可以将产物顺利带入检测体系，取得良好的实验效果，同时改进后不需粉笔或棉花。
2 改进后的实验
2.1 实验用品
无水乙醇、铜丝(绕成螺旋状)、蓝色硅胶、希夫试剂、40％乙醛、乙酸、蒸馏水；弯头试管、酒精灯、小试管、铁架台、橡胶塞、玻璃导管、乳胶管、注射器、打火机、量筒、镊子、试管架、洗耳球。
2.2 实验准备
(1)针头套管的准备：用打孔器在橡胶塞上打孔，一个钻通，连上玻璃导管方便导出产物；一个不钻通，套上玻璃导管，另一侧安上注射器针头，方便鼓入空气。
(2)希夫试剂的准备：希夫试剂(Sehiff)又称品红亚硫酸试剂。将二氧化硫通人碱性品红水溶液中直至褪色，备用。
2.3 实验装置图
2.4 操作步骤
(1)按装置图组装好仪器，检查装置气密性。
(2)向弯头试管中加入2-5 mL无水乙醇，放入螺旋状的铜丝，在靠近管口的地方放入一颗蓝色硅胶，塞上带导管的胶塞，导管末端插入盛有1 mL希夫试剂的小试管中。
(3)用酒精灯加热铜丝，铜丝逐渐变黑，3 min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加热铜丝，整段铜丝全部变红。
(4)用洗耳球通过针头缓慢鼓入空气，红、热铜丝遇空气后又会变黑，产生黑、红交替变化现象，同时不断有气泡从小试管中冒出，鼓入的空气将产物乙醛带入检测体系，希夫试剂逐渐变为紫红色。同时试管口有水雾生成，变色硅胶颜色变浅，最后变为粉红色，说明有水生成。实验结束，熄灭酒精灯。
(5)另取三支试管，向其中各加入1 mL希夫试剂，再分别滴加2滴乙醇溶液、乙醛溶液、乙酸溶液，振荡、观察，比较。步骤(4)中希夫试剂显色说明实验过程中有乙醛生成。
2.5 结论
(1)乙醇、乙酸难使希夫试剂显色，乙醛可使希夫试剂显色；
(2)由希夫试剂显色及蓝色硅胶变粉红色等现象，可以说明：在铜的催化作用下，乙醇被空气中的氧气氧化，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，成功率高。
(2)更改了产物的检验方法，使产物检测更加直观，帮助学生理解有机化学反应的断键规律。还可以更换其他检测试剂达到相同的实验效果。
(3)将教材中的开放体系改为一个相对封闭的体系，可重复实验，实现了实验的绿色化，不仅适合于课堂演示，而且也适合学生分组实验。
(4)利用此套装置还可完成铁与水蒸气的反应、石蜡油分解实验等高中课本实验。
参考文献：
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