乙醇氧化生成乙醛实验的改进.doc

乙醇氧化生成乙醛实验的改进一、问题提出乙醇在铜催化下与氧气反应生成乙醛的实验是学习乙醇重要性质的传统方法,人教版必修2第三章第三节化学教材安排的实验操作是：向一支试管中加入35mL乙醇,取一根1015厘米长的钢丝，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（图1）。注意观察反应现象，小心闻试管中液体产生的气味。但上述所有实验存在着明显的缺点,(1)现象可观察性不强,不能起到课堂演示作用,作为演示实验,所产生的现象都应使每位学生可清楚地观察到现象；(2)采用闻的方法不可靠,并且乙醛有刺激性气味,对人体不利,不符合当前绿色环保实验的要求，而且实验室提供的是工业酒精，其在氧化前后都会产生复杂的刺激性气味，氧化后气味变化不明显；(3)操作过程的实验现象不明显,操作过于繁琐；(4)其反应过程生成的水不能在实验现象中演示出来,不能完全的体现本实验的实验本质与原理。综上所述，该实验不能准确的体现出直观性和生动性，反而可能使学生做了实验却达不到预期的目的。如果对上述实验中的装置、现象、操作、环保等方面进行创新与改进的探索。不但能帮助学生掌握反应的实质，而且还能培养学生理论联系实际，分析问题、解决问题的能力。二、改进原理三、改进方案（一）实验装置的改进1用玻璃通管进行实验（1）实验步骤a.制备希夫试纸溶解0.2g对品红盐酸于100mL热水中、冷却后,加2g亚硫酸氢钠和浓硫酸,最后用蒸馏水稀释200mL(储存备用),实验时取一张滤纸,用剪刀剪成直径略大于试管的圆片,滴取希夫试剂数滴均匀地浸湿圆片滤纸,即制得所需试纸。b.实验流程取1cm、12cm的两通玻璃试管,在离管口4cm处装CuO粉末,另一端塞上脱脂棉,并用滴管吸取无水乙醇滴在棉团上,浸透即可,立即套上橡胶塞,再在试管管口装上无水CuO粉末且管口略朝下,固定于铁架台上(图2)。c.实验现象如图2连接好装置,用酒精灯在CuO粉末处加热,半分钟后把酒精灯移往脱脂棉处慢慢加热脱脂棉时,再用镊子夹一希夫试纸靠在管口,则很快就会清楚地看到黑色的CuO粉末变成红色的单质铜,白色的无水CuSO4粉末变成蓝色CuSO45H2O,且试管口的希夫试滤纸也变成紫红色。(2)改进后装置的优点a.此实验实验装置简单明了,易操作,两通管可用破的试管代替,废物利用,加强学生对回收利用的意识,提高对资源充分利用的能力。b.实验现象明显直观,符合化学演示实验的要求,并全面体现了本实验的原理与本质:改进后的实验其不同的颜色实验现象更明显突出,真正符合演示实验的要求,全体同学可直接看清楚不同的颜色变化,增加了实验的趣味性,烘托课堂气氛可提高学生学习的积极性,可激发学生的学习欲望,使之处于兴奋状态,继而创设问题情境,讨论各种现象的产生原因,这样老师与学生就可以相互讨论,在讨论中解决问题疑惑,形成师生互动。改进的乙醇氧化生成乙醛实验,还可以清楚地从现象中知道乙醇氧化过程也产生了水,使学生对醇氧化产物有一个全面的直观认识,加深了对乙醇的了解和掌握,全面体现了本实验的原理与本质。教师可以通过类似的实验过程中设问“为什么有水生成?”,激励学生产生强烈的求知欲望从而主动地获取知识,充分发挥学生的智力潜能,积极地去思考和探索,分析问题、解决问题。c.微型、绿色、节俭化的实验得到了充分的体现本实验试剂用量少、污染减小,希夫试纸可以吸收的尾气乙醛,而生成的CuSO45H2O与Cu的极易分离回收再利用,符合教学大纲的实验教学要强化环境意识,提倡化学实验的绿色化。2用玻璃通管进行实验（二）药品组成的改进1用二氧化锰做催化剂2 用还原铁粉和氯化钠做催化剂（三）检验性质的改进时火焰不间断，同时点燃时也比较安全，比较适合于学生操作。（四）其他问题四、实验拓展五、实验指导（一）醋酸钠的处理 以减少外溅，同时可使熔融物冷却时不致结成硬块黏固在蒸发皿上。（二）碱石灰的作用灰的存在可对试管起到保护作用。（三）实验的成败关键1药品和仪器要干燥仪器或药品中的水遇到CH3COONa中的CH3COO-发生水解反应：CH3COO- +H2O 品 CH3COONa+OH-加热时，平衡向右移动，促进CH3COO- 水解 ，生成的CH3COONa受热逸出使CH3COO-遭受损失。2药品配比要适当在实验中无水醋酸钠、氢氧化钠和氧化钙的质量比要适当，此时产气速度快，产气量多，试管不易破损。3装置的气密性要好气密性不好会导致漏气。（四）实验注意事项1试管口略向下倾斜。2加热要均匀，由前往后加热，不宜加热过猛或时间过长。3点燃甲烷前一定要验纯。由于一定量甲烷和空气的混合遇火会发生爆炸，故必须待空气排尽后，才能做甲烷的可燃性试验。4溴水中通人甲烷气体的时间不宜过长。通入甲烷气体时间过长，导致易挥发的溴被甲烷气流带走，溶液颜色也会消失，造成错误的实验结果。5更换试剂前，必须将导管用水洗净，以免试剂相互沾污，影响结果。六、思考题1 在制备甲烷时会产生哪些杂质气体？如何除去甲烷中的杂质气体？2 在制取甲烷的装置中，试管口为什么要稍向下倾斜？停止加热时应如何正确操作？3 你认为在制备甲烷气体的实验中，还有哪些方面需要改进？4 在这个实验中，你有哪些收获？七、参考文献1人民教育出版社化学室编著.高中化学（必修2）M.第3版北京:人民教育出版社,2007：74.2李广洲，陆真.化学教学论实验M.第2版.北京：科学出版社，2006.85-87.6蒋海明，杨赶龙，唐煜，何小英乙醇氧化生成乙醛演示实验的创新与改进J化学教育，2006，5：57和64.3李志富，许宁.甲烷制备方法的改进研究J.化学教育,2004