乙醇催化氧化成乙醛实验装置的探究
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乙醇的催化氧化实验报告
乙醇的催化氧化实验报告一、引言乙醇是一种常见的醇类有机化合物，广泛应用于工业生产和日常生活中。
乙醇催化氧化实验是一项常见的实验，通过引入催化剂，观察乙醇在不同条件下的氧化反应，可以研究催化剂对乙醇氧化反应的影响，为乙醇氧化反应的应用提供理论依据。
二、实验目的1. 掌握乙醇催化氧化实验的基本操作方法；2. 研究不同催化剂对乙醇氧化反应的影响；3. 分析催化剂对乙醇氧化反应速率的影响。
三、实验原理乙醇的催化氧化反应是指在催化剂的作用下，乙醇与氧气发生反应生成乙醛或乙酸的过程。
在实验中，选取不同的催化剂，观察其对乙醇氧化反应速率的影响。
催化剂的加入可以降低乙醇氧化的活化能，提高反应速率。
常用的催化剂有铜催化剂、银催化剂等。
四、实验步骤1. 实验前准备：准备乙醇、催化剂、反应器等实验器材；2. 实验组装：将催化剂加入反应器中，加入适量的乙醇；3. 实验操作：在适当的温度和压力条件下，通入氧气进行氧化反应；4. 反应观察：观察反应过程中的气体产生情况和颜色变化；5. 数据记录：记录反应时间和产物生成情况；6. 数据处理：根据记录的数据，分析不同催化剂对乙醇氧化反应速率的影响。
五、实验结果与分析根据实验记录的数据，可以发现不同催化剂对乙醇氧化反应速率有不同的影响。
以铜催化剂为例，观察到乙醇氧化反应速率较快，产生的乙醛或乙酸量较大。
而以银催化剂为催化剂时，乙醇氧化反应速率较慢，产物生成量较少。
这表明催化剂的选择对乙醇氧化反应具有重要影响，不同催化剂具有不同的催化活性。
六、实验结论通过乙醇的催化氧化实验，我们得出了以下结论：1. 不同催化剂对乙醇氧化反应速率有明显影响，铜催化剂具有较高的催化活性；2. 催化剂的选择对乙醇氧化反应具有重要意义，可以通过调整催化剂的种类和用量来控制乙醇氧化反应的速率。
七、实验总结乙醇的催化氧化实验是一项常见的实验，通过该实验可以研究不同催化剂对乙醇氧化反应的影响。
实验结果表明，铜催化剂具有较高的催化活性，可以加速乙醇氧化反应的速率。
乙醇氧化制乙醛的实验报告思考题
实验报告思考题一：乙醇氧化制乙醛1. 实验目的本实验旨在通过乙醇氧化制备乙醛，探讨乙醇氧化反应的条件和机理，以及提高产品收率和选择性的方法。
2. 实验原理乙醇氧化制备乙醛的反应方程式为：CH3CH2OH + [O] → CH3CHO + H2O乙醇在氧气气氛下发生部分氧化反应，生成乙醛和水。
反应需要催化剂的存在，并且温度、压力等条件对反应速率和产品选择性有显著影响。
3. 实验步骤此实验首先是收集所需试剂和设备，然后将乙醇和催化剂放入反应瓶中，向瓶中通入氧气气流，控制反应条件并收集生成的乙醛。
4. 实验结果和分析乙醇氧化制乙醛的实验结果可能受到催化剂种类和用量、氧气气流速率、反应温度等多种因素的影响。
对于催化剂的选择，硫酸、铬酸等均可作为催化剂，但对生成乙醛的收率和选择性有显著影响。
实验中，搭配合适的催化剂，并控制反应条件，可以获得较高的乙醛产率和纯度。
实验结果也需要分析可能存在的副产物和未反应物，以及产品的鉴定和定量分析。
5. 实验讨论乙醇氧化制备乙醛的实验涉及到多种氧化还原反应和有机化学知识，对反应条件和催化剂的选择、对产品的分离和纯化等都需要深入讨论。
在此基础上，可以进一步探讨该反应的工业应用和环境影响等方面的问题。
6. 总结与展望通过本实验的学习，我对乙醇氧化制乙醛的反应机理和条件要求有了更深入的了解。
在今后的学习和科研工作中，我将会积极应用所学知识，探索更高效的催化剂和反应条件，以提高有机合成的效率和可持续性。
7. 个人观点从本实验中，我深刻认识到反应条件和催化剂对有机合成反应的重要性。
在未来的科研工作中，我将不断探索新的反应条件和催化剂，以满足高产率、高选择性和可持续性的要求。
在本次文章中，我们通过对乙醇氧化制乙醛的实验报告思考题的深入探讨，对该反应的条件要求、机理和影响因素有了更全面的了解。
通过本次文章的阅读，读者可以更深入地理解乙醇氧化制乙醛的反应过程和相关知识，为今后的学习和科研工作提供参考。
乙醇氧化生成乙醛的实验设计
乙醇氧化生成乙醛的实验设计
乙醇催化氧化生成乙醛和水，其反应方程式为：2CH3CH2OH+O2Cu或Ag2CH3CHO+2H2O，2CH3CH2OH+O2Cu或Ag△2CH3CHO+2H2O。
把铜丝烧成螺旋状，在火焰上加热后，铜丝表面发黑生成黑色的氧化铜，把它迅速插
入酒精中，待黑色退去后，取出铜丝再加热，再插入酒精中，反复数次后嗅闻气味。
2cu+o2→2cuo
cuo+ch3ch2oh→ch3cho+cu+h2o
总方程式为：ch3ch2oh+o2→ch3cho+h2o
常见的氧化反应
(1)醇的水解：醇分解成醛
(2)醛的'氧化：醛生成酸
(3)有机物的冷却水解、与酸性高锰酸钾溶液的强氧化剂水解。
能够被银氨溶液或崭
新制取的cu(oh)2悬浊液水解的：醛类、甲酸及甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。
在催化剂（ni、cu、pt、pd等）存有下，烯烃与氢差率获得烷烃；醛、酮与氢气差率获得醇，产率低。
(完整版)有机实验大题(二)含答案
6、塑化剂DBP（邻苯二甲酸二丁酯）主要应用于PVC等合成材料中作软化剂。
合成反应原理为：实验步骤如下：步骤1：在三口烧瓶中放入14.8g邻苯二甲酸酐、25mL正丁醇、4滴浓硫酸，开动搅拌器（反应装置如图）。
步骤2：缓缓加热至邻苯二甲酸酐固体消失，升温至沸腾。
步骤3：等酯化到一定程度时，升温至150℃步骤4：冷却，倒入分漏斗中，用饱和食盐水和5%碳酸钠洗涤。
步骤5：减压蒸馏，收集200~210℃2666Pa馏分，即得DBP产品（1）搅拌器的作用反应物充分混合。
（2）图中仪器a名称及作用是分水器及时分离出酯化反应生成的水，促使反应正向移动；步骤3中确定有大量酯生成的依据是。
（3）用饱和食盐水代替水洗涤的好处是。
（4）碳酸钠溶液洗涤的目的是除去酸和未反应完的醇。
（5）用减压蒸馏的目的是减压蒸馏可降低有机物的沸点，可以防止有机物脱水碳化，提高产物的纯度。
答案:（1）催化剂、脱水剂，2分，各1分使反应物充分混合1分（2）增大正丁醇的含量，可促使反应正向移动，增大邻苯二甲酸酐的转化率1分（3）及时分离出酯化反应生成的水，促使反应正向移动；1分分水其中有大量的水生成1分（4）用碳酸钠除去酯中的醇和酸；1分减压蒸馏可降低有机物的沸点，可以防止有机物脱水碳化，提高产物的纯度。
1分（5）2CH3(CH2)2CH2OH = CH3(CH2)3O(CH2)3CH3+H2O+2NaOH 2CH3(CH2)2CH2OH+2H2O+7、某学生为了验证苯酚、醋酸、碳酸的酸性强弱，设计了如图所示实验装置：请回答下列问题（1）仪器B中的实验现象：。
（2）仪器B中反应的化学方程式为：__________。
（3）该实验设计不严密，请改正。
答案（1）仪器B中的实验现象是：溶液由澄清变浑浊（2）化学方程式： C6H5ONa+H2O+CO2→ C6H5OH↓+NaHCO3（3）该实验设计不严密，请改正在A、B之间连接一只试管，加入饱和NaHCO3溶液，吸收挥发的醋酸8、有机合成在制药工业上有着极其重要的地位。
高中化学乙醇催化氧化教案
高中化学乙醇催化氧化教案
年级：高中
科目：化学
教学目标：
1. 了解乙醇在催化氧化反应中的作用；
2. 掌握实验操作技巧；
3. 观察实验现象，分析实验结果；
4. 提高实验分析和探究能力。
实验原理：
乙醇（C2H5OH）在催化氧化的反应中可以被氧气氧化为乙醛（CH3CHO）和乙酸
（CH3COOH）。
实验中通常使用氧化铜作为催化剂来促进这一反应的进行。
实验材料：
1. 乙醇溶液（浓度约为10%）；
2. 氧化铜催化剂；
3. 实验装置：集气瓶、导管、试管等；
4. 实验室常见器材。
实验步骤：
1. 将适量的乙醇溶液倒入试管中；
2. 向试管中加入少量的氧化铜催化剂，并摇匀混合；
3. 将试管倒置于水槽中，用集气瓶收集产生的气体；
4. 观察产生的气体和溶液的变化，并记录实验现象；
5. 分析产生的气体成分，观察气体的性质。
实验结论：
通过本实验可以观察到乙醇在催化氧化反应中产生气体，经检测发现其中可能包含乙醛和
乙酸等产物。
同时，可以通过实验数据进一步分析反应过程中的化学变化和产物生成情况，深入探讨乙醇的催化氧化反应机制。
拓展延伸：
学生可以进一步设计实验，改变不同条件下的实验参数（如催化剂种类、温度、压力等），观察反应速率、产物生成情况等，从而深入了解乙醇催化氧化反应的影响因素和反应机理。
教学反思：
通过本实验，学生不仅可以了解乙醇在催化氧化反应中的作用，还可以培养实验操作技巧、观察分析能力和科学探究精神。
同时，引导学生在实践中探索化学知识，激发学生对科学
实验的兴趣和探索欲望。
江苏南京市2023-2024学年高三第一次模拟考试化学试卷含解析
江苏南京市2023-2024学年高三第一次模拟考试化学试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。
用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。
将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。
答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。
考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（每题只有一个选项符合题意）1、根据如表实验操作和现象所得出的结论正确的是（）选项实验操作和现结论A常温下，将FeCl3溶液加入Mg（OH）2悬浊液中，沉淀由白色变为红褐色常温下，K sp[Fe（OH）3]＞K sp[Mg（OH）2]B 向某溶液中滴加稀硝酸酸化的BaCl2溶液，溶液中产生白色沉淀原溶液中一定含有SO42﹣C 将稀硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe（NO3）2溶液中，溶液变黄色氧化性：H2O2＞Fe3+D 向含酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体，溶液红色变浅证明Na2CO3溶液中存在水解平衡A．A B．B C．C D．D2、下列有关化学用语表示正确的是A．氢氧根离子的电子式B．NH3·H2O的电离NH3·H2O NH4++OH-C．S2－的结构示意图D．间二甲苯的结构简式3、实验室利用乙醇催化氧化法制取并提纯乙醛的实验过程中，下列装置未涉及的是（）A．B．C．D．4、下列物质能通过化合反应直接制得的是①FeCl2②H2SO4③NH4NO3④HClA．只有①②③B．只有②③C．只有①③④D．全部5、将铁的化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色的是A．Fe2O3B．FeCl3C．Fe2(SO4)3D．FeO6、化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是A．“时气错逆，霾雾蔽日”，雾所形成的气溶胶能产生丁达尔效应B．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”；屠呦呦改进提取青蒿素的方法，提取过程中发生了化学变化C．刘禹锡的“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”可以看出金性质稳定，可通过物理方法得到D．“外观如雪，强烧之，紫青烟起”。
乙醛生成的实验报告
一、实验目的1. 了解乙醛的生成原理及条件；2. 掌握乙醛的提取和鉴定方法；3. 培养学生的实验操作技能和观察能力。
二、实验原理乙醛是一种有机化合物，化学式为CH3CHO。
在实验室中，乙醛可以通过乙醇的催化氧化反应制备。
实验中，采用酸性高锰酸钾溶液作为催化剂，将乙醇氧化生成乙醛。
反应方程式如下：CH3CH2OH + [O] → CH3CHO + H2O三、实验器材1. 乙醇（分析纯）；2. 酸性高锰酸钾溶液；3. 乙醛标准溶液；4. 水浴锅；5. 滴定管；6. 烧杯；7. 试管；8. 移液管；9. 酸性高锰酸钾溶液滴定液；10. 酚酞指示剂；11. 移液器；12. 紫外-可见分光光度计。
四、实验步骤1. 配制酸性高锰酸钾溶液：称取1.5g高锰酸钾，加入50mL去离子水，溶解后转移至100mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。
2. 准备实验试剂：取50mL乙醇，加入1mL酸性高锰酸钾溶液，搅拌均匀。
3. 水浴加热：将上述溶液放入水浴锅中，加热至沸腾，保持沸腾状态5分钟。
4. 冷却：将反应溶液取出，放入冷水中冷却至室温。
5. 定容：将冷却后的溶液转移至100mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。
6. 乙醛标准溶液的配制：取10mL乙醛标准溶液，加入50mL去离子水，转移至100mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。
7. 滴定：取10mL乙醛标准溶液于烧杯中，加入酚酞指示剂2滴，用酸性高锰酸钾溶液滴定至溶液颜色由无色变为浅红色，记录消耗的酸性高锰酸钾溶液体积。
8. 紫外-可见分光光度法测定：取一定体积的乙醛标准溶液和待测溶液，分别测定其在特定波长下的吸光度，计算待测溶液中乙醛的浓度。
五、实验结果与分析1. 乙醛标准溶液的浓度：根据滴定结果，计算乙醛标准溶液的浓度为0.02mol/L。
2. 待测溶液中乙醛的浓度：根据紫外-可见分光光度法测定结果，计算待测溶液中乙醛的浓度为0.015mol/L。
乙醛的实验报告
乙醛的实验报告引言乙醛，又称为乙酰醛，是一种常用的有机化合物。
它是一种无色液体，具有刺激性的气味。
乙醛具有广泛的用途，例如作为溶剂、反应中间体、香料和防腐剂等。
在本实验中，我们将通过氧化乙醇的方法制备乙醛，并对其进行一系列实验研究。
实验目的1.了解乙醛的制备方法；2.掌握氧化乙醇生成乙醛的反应原理；3.通过实验验证乙醛的性质，例如它的燃烧性和酸碱性。
实验仪器和试剂•仪器：锥形瓶、试管、酒精灯、水浴器、试管架、玻璃棒等；•试剂：乙醇、硫酸二氧化铜、稀硫酸、氢氧化钠等。
实验步骤1.将一定量的稀硫酸加入到锥形瓶中；2.将锥形瓶放置在试管架上，并加热至适当温度（如50°C）；3.向锥形瓶中缓慢滴加乙醇，同时用玻璃棒搅拌，直到观察到反应完全发生；4.将反应液冷却，并过滤得到的产物；5.加入适量的硫酸二氧化铜，搅拌均匀；6.将混合物加热回流，保持适宜的反应时间（如1小时）；7.冷却后过滤得到纯净的乙醛。
实验结果1.生成乙醛的反应方程式：CH3CH2OH + [O] --> CH3CHO + H2O2.反应过程中，乙醇被氧化生成乙醛，并放出大量的热。
3.得到的乙醛为无色液体，有强烈的刺激性气味。
4.乙醛具有较好的可燃性，可以在空气中燃烧，并产生火焰和二氧化碳。
实验讨论1.在本实验中，我们选择了稀硫酸作为催化剂，以促使乙醇的氧化反应发生。
使用硫酸二氧化铜可以去除反应中生成的水，并提高产物的纯度。
2.乙醛具有刺激性气味，实验操作时应注意避免吸入过多气味，保持良好的通风条件。
3.在乙醛的制备过程中，需要控制反应温度和反应时间，以免产物的挥发损失或出现其他副反应。
4.实验中得到的乙醛可以通过其他方法进行进一步纯化和提纯，以满足不同实验或生产的需求。
结论通过氧化乙醇的实验方法，我们成功地制备了乙醛。
实验过程中我们观察到乙醛具有较好的可燃性和刺激性气味。
本实验为我们进一步了解有机化合物乙醛的制备方法、性质和应用提供了实验基础。
乙醇制取乙醛实验报告
一、实验目的1. 学习乙醇催化氧化反应的原理和操作方法。
2. 掌握乙醛的制备方法及检验方法。
3. 培养实验操作技能和观察能力。
二、实验原理乙醇在催化剂的作用下，与氧气发生氧化反应生成乙醛。
反应方程式如下：2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O本实验采用铜丝作为催化剂，加热乙醇使其蒸发，然后与空气中的氧气发生氧化反应，生成乙醛。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：酒精灯、烧杯、试管、玻璃棒、铁架台、铜丝、温度计、水浴锅、冷凝管、蒸馏头、冷凝管、锥形瓶、滴定管、pH试纸等。
2. 试剂：乙醇、氧气、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液等。
四、实验步骤1. 准备实验装置：将铜丝一端弯成螺旋状，放入烧杯中，加入适量的硫酸铜溶液，加热至铜丝表面变黑。
2. 将铜丝取出，放入试管中，加入乙醇，反复操作几次，使铜丝表面吸附乙醇。
3. 将铜丝放入蒸馏头中，加入适量的乙醇，加热使乙醇蒸发。
4. 将蒸发后的乙醇蒸汽通入装有氧气的装置中，使乙醇与氧气发生氧化反应。
5. 将生成的乙醛蒸汽通入冷凝管中，使乙醛冷凝。
6. 收集冷凝后的乙醛，用滴定管取少量乙醛，加入新制氢氧化铜悬浊液，加热至沸腾，观察现象。
7. 检验乙醛：取少量乙醛，加入银氨溶液，观察现象。
五、实验结果与分析1. 实验结果在实验过程中，观察到铜丝表面变黑，乙醇蒸发，乙醛生成，并发生银镜反应。
2. 实验分析（1）铜丝在硫酸铜溶液中加热后，表面变黑，说明铜丝被氧化为CuO，CuO作为催化剂促进乙醇氧化。
（2）乙醇蒸发后，与氧气发生氧化反应，生成乙醛。
乙醛具有刺激性气味，易溶于水。
（3）银氨溶液与乙醛发生银镜反应，生成银镜，证明乙醛生成。
六、实验讨论1. 实验过程中，铜丝表面变黑的原因是什么？答：铜丝在硫酸铜溶液中加热后，表面被氧化为CuO，CuO作为催化剂促进乙醇氧化。
2. 乙醛的检验方法有哪些？答：乙醛可以与新制氢氧化铜悬浊液发生反应，生成砖红色沉淀；也可以与银氨溶液发生银镜反应。
乙醇催化氧化实验
乙醇催化氧化实验
一．实验目的：1.通过本实验，了解乙醇在催化剂存在下的氧化反应的原理和反应产物。
2.通过对反应产物乙醛的检验，学习醛类的通性。
、
3.设计一个实验装置，能够对实验现象明显观察，同时能够对产物进行检验。
二．教学目标：
1.知识与技能：通过本实验的认真分析，掌握用本实验装置进行实验的优点，认识乙醇的氧化反应原理，能够正确书写化学方程式。
2.过程与方法：通过超越教材自行设计实验装置进行本实验，培养搜集整理分析资料的能力。
3.情感态度与价值观：通过对教材中实验装置的改进，树立创新意识。
三．实验原理
四．实验设计思路
在人教版教材中，本实验的设计存在一些问题：
五．实验装置和实验操作步骤
法一：
法二：
，
3．5注意事项
(1)选用0．3。
0．5mm的细铜丝，尽量多一些，使
得催化剂的量比较大，产生的乙醛比较多。
(2)试管的气密性要好，如果橡皮塞没塞好，外
面的空气容易进入反应系统，影响催化反应的效率。
’(3)氢氧化铜的量要少，因为产生的乙醛蒸汽毕竟量不多，如果氢氧化铜的量多的话．使之产生砖红色沉淀很不明显。
(4)用元水酒精的效果最好，易挥发。
. .。
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2006 年第 1 期 化 学 教 育
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乙醇催化氧化成乙醛实验装置的探究
黄秋玲
(湖南醴陵市教育局教研室 412200)
摘要 通过 4 个探究实验 ,步步为营 ,探究出了一套较为理想的乙醇催化氧化成乙醛的实验装置 。 关键词 催化氧化 实验装置 探究
1 问题的提出
首先我们对制 O2 的方法及装置进行了探究 。 从原理分析制 O2 有 4 种方法 :加热 KClO3 和 MnO2 混合 物 ;加热 KMnO4 ; Na2 O2 与 H2 O 反应 ; H2 O2 与 MnO2 混合 。 从装置分析 ,前 2 种制取方法装置比较复杂 ,反应不能随停 随用 ,且一旦停止加热 ,有可能引起液体倒流 ,引起试管炸 裂 ;向 Na2 O2 粉末中加水 ,Na2 O2 很快就反应完了 ,也不能达 到随停随用的目的 ;用 30 %的 H2 O2 与 MnO2 制 O2 则反应太 剧烈 ,不好控制 ,通过多次实验探索 ,决定采用 10 %～15 %的 H2 O2 水溶液较好 ,反应适中 ,便于控制 ,于是 ,我们设计了如 图 1 装置 (省略了铁架台) 。 实验中我们发现无论怎么加热与通入 O2 ,始终没有发
图3
图4 硬质玻璃管规格为 25mm ×300mm ,略向右下倾斜 ,产 生的乙醛液体可直接流到烧杯中 ,也就解决了胶塞冲出的问 题 ;浸透乙醇的棉团与铜丝相隔近些 ,这样 ,酒精灯给铜丝加 热时传导 的 热 量 就 足 以 使 乙 醇 变 成 蒸 气 ; 只 需 间 断 地 向 MnO2 中滴加 10 %～15 %的 H2 O2 水溶液 ,就能使反应持续 进行 ,且约 7min～8min 得到无色透明液体既能发生银镜反 应 ,又能与新制 Cu (O H) 2 反应得到砖红色沉淀 。此装置较 简单 ,反应时间较短 ,现象明显 ,很适合教师课堂上演示 。
参 考 文 献 [ 1 ] 中华人民共和国教育部制订. 普通高中化学课程标准 (实验) .
北京 :人民教育出版社 ,2003 [ 2 ] 黎茂坚. 化学教育 ,2003 ,24 (1) :43
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分析反思 结论 ;体验 、感受了探究的乐趣 ;融会贯通了多 个实验内容 ,从原理的理解与运用 、仪器的选择与使用 、实验 操作 、现象的观察与分析 ,全方位锻炼了学生的实验能力 ,也 锻炼和培养了他们的意志和毅力 ,开拓了思维 ,增强了自信 , 提升了创造力 。因此 ,教师在教学中应该多鼓励学生对教材 质疑 ,引导学生发现学习和生活中的化学问题 ,并给学生创 造良好的条件让他们去探究 、设计化学实验 ,让他们独立做 实验 ,尽量发挥他们的主动性 ,把学习化学的兴趣推向高潮 , 从而锻炼他们的实验技能和智能 。
2 实验探究
[ 探究实验 1 ] 我们照现行高二化学教材 (人教版) 封四 彩图进行了实验 。
试管中取适量 (约 10mL ) 的无水乙醇 ,将擦亮的铜丝绕 成螺旋状 ,在酒精灯上加热至发红 ,伸入乙醇中 ,重复约 10 次 ,历时约 10min 。可观察到的现象及得到的结论是 : ①铜 丝的颜色由紫红 —黑 —紫红 ,可以说明铜丝起了催化剂的作 用 ,乙醇夺取了 CuO 中的氧发生了氧化反应 。 ②能闻到一 股刺激性气味 ,取反应后的液体与银氨溶液反应 ,几乎得不 到银镜 ;取反应后的液体与新制的 Cu (O H) 2 碱性悬浊液共 热 ,看不到红色沉淀 ,因此无法证明生成物就是乙醛 。通过 讨论分析 ,我们认为导致实验结果不理想的原因可能有 2 个 : ①乙醇与铜丝接触面积太小 ,反应太慢 ; ②反应转化率 低 ,反应后液体中乙醛含量太少 ,乙醇的大量存在对实验造 成干扰 。 [ 探究实验 2 ] 要对实验进行改进 ,我们围绕上述两点 展开了积极的思索与讨论 。我们设想 : ①要想加快反应速 率 ,可以通过增加铜丝的根数 ,将 3 根～4 根铜丝擦亮 ,绕成 螺旋状 ,将铜丝放在乙醇中一同加热 ;再根据反应原理 : 2C2 H5 O H + O2 2C H3 C HO + 2 H2 O ,若能改空气为氧气 ,增 大氧气浓度 ,并把氧气通入乙醇中 ,也可加快反应速率 。 ② 若能将生成的乙醛从与乙醇形成的混合物中分离出来 ,就可 以减少或消除乙醇的干扰 。
图1
图2 通过实验 , 我 们 欣 喜 若 狂 , 反 应 发 生 了 , 且 约 7min ～ 8min ,得到 3mL～4mL 无色有刺激性气味的液体 ,我们将该 液体与银氨溶液反应 ,得到了光亮的银镜 ;又取该液体与新 制的 Cu (O H) 2 悬浊液混合共热 ,立刻得到了红色沉淀 ,现象 明显 ,充分证明了生成物是乙醛 。但此装置也有 2 处不足 : 一是乙醇蒸气到达硬质玻璃管后又有部分变成了液体 ,有可 能引起炽热玻璃管骤冷而炸裂 ;二是乙醛液化后大部分滞留 在硬质玻璃管中 ,且玻璃管右端的胶塞可能由于管内气压较 大而冲出 。 [ 探究实验 4 ] 要克服上述不足 ,必须设法缩短乙醇的 蒸气到达铜丝的距离 。我们将导气管缩短 ,但总有一些乙醇 蒸汽会变成液体 ,效果不令人满意 。正当我们“山重水复疑 无路”时 ,翻阅了 2003 年 1 期化学教育[2] ,其中黎茂坚老师 撰写的“实验室乙醇氧化成乙醛的微型实验”一文让我们眼 前一亮 “, 柳暗花明又一村”,将一团棉花浸透乙醇 ,并靠近铜 丝放置 ,就很好地解决了这个难题 。同时 ,我们照他的装置
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生反应 。是什么原因呢 ? 最后我们把原因聚焦到了温度上 。 通过查找资料得知 :此反应所需温度约为 550 ℃,而乙醇的沸 点为 78 ℃,故不论怎么加热 ,液体温度最多也只有 78 ℃,反 应当然不能发生 。
[ 探究实验 3 ] 要使反应达到所需温度 ,只能把铜丝单 独加热 ,再设法让乙醇与炽热的铜丝接触 。而根据前 2 次实 验的经验 ,乙醇必须变成蒸气 ,方可达到实验要求和实验目 的 。于是 ,我们又设计了第二套实验装置 ,图 2 (省略了铁架 台) 。
(2) 这次探究活动 ,对教师也是一次超越式的促进与提 高 。教师和学生一道融入到探究实验中 ,一同设计方案 ,查找 资料 ,分析原因 ,不断反思优化实验方案 ,一同感受和体验科 学研究的过程 ,既提高了自己的科学素质 ,又融洽了师生关 系 ,真正起到了教学相长的作用 。事实证明 ,书本上的知识尽 管是经过了教育教学专家的验证和审查 ,但并不表示就完美 无缺 ,总会留下一些供我们去探索的空间 ,只要我们教师在教 学中不唯书 、不唯纲 ,积极思考 ,主动探究 ,及时总结 ,就一定 会有所发现 ,有所创新 ,就能探索出一条较好的实验教学的路 子 ,就能使自己尽快成长为一个研究型 、创新型的教师 。
现行高三化学教材 (人教版) 81 页有这么一道实验习题 : 在加热和有催化剂 (Cu 或 Ag) 存在的条件下 ,工业上利用乙 醇被空气氧化成乙醛的原理 ,由乙醇制备乙醛 ,请你设计一 个实验装置 ,既能进行上述反应 ,又能利用反应后得到的乙 醛做银镜反应 。
为此 ,我们带领部分学生进行了一系列的实验探究 。
3 Байду номын сангаас究后记
(1) 著名化学家戴安邦教授说过 “: 实验室是培养全面化
学人才的场所 。”《普通高中化学课程标准》(实验稿) 也强调 : “要按照课程内容的要求 ,积极开展实验探究活动 ,通过探究 活动 ,发现学习和生产 、生活中有意义的化学问题 ,并进行实 验探究 ;能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案 ,并 予以评价和优化 。”本次探究正是紧密结合化学教学内容而 进行的符合化学课程标准的一次活动 ,学生亲身经历了类似 科学家的研究过程 :提出问题 设想 设计方案 实验验证
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2006 年《化学教育》将继续报道化学学科的新成就和新发展 ;关注与社会、生活紧密联系的化学知识 ;提供最新 的化学教育理论、教学策略和教学成果 ;反映最新的化学课程改革和高考动态 ;报道最新的实验教学经验 ,独特的 实验改进方法和实验设计方案 ;探讨化学教学中的各种问题 ,为高考复习提供指导和参考 ;报道与化学教育有关的 国内外信息及各项化学竞赛 ! 直接在编辑部订阅 ,享受 8 折优惠 ! 汇款地址 :100875 北京西区 北京师范大学 化学学院《化学教育》编辑部 孙秀丽 收 电话 :010 - 58807875
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化 学 教 育 2006 年第 1 期
进行了实验 ,如图 3 ,发现此装置仍存在如下 2 方面不足 :一 是因为不能提供 O2 ,反应不能持续进行 ,当 CuO 全部变成 Cu 时 ,反应即终止 ,且无法说明 Cu 起了催化剂作用 ;二是仅 凭产生刺激性气味及生成了水就断定生成物是乙醛是不严 密的 、不科学的 。综合我们前面的实验探索经验 ,吸取他人 的优点 ,我们最终设计了如图 4 的装置 。
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乙醇催化氧化成乙醛实验装置的探究
黄秋玲
(湖南醴陵市教育局教研室 412200)
摘要 通过 4 个探究实验 ,步步为营 ,探究出了一套较为理想的乙醇催化氧化成乙醛的实验装置 。 关键词 催化氧化 实验装置 探究
1 问题的提出
首先我们对制 O2 的方法及装置进行了探究 。 从原理分析制 O2 有 4 种方法 :加热 KClO3 和 MnO2 混合 物 ;加热 KMnO4 ; Na2 O2 与 H2 O 反应 ; H2 O2 与 MnO2 混合 。 从装置分析 ,前 2 种制取方法装置比较复杂 ,反应不能随停 随用 ,且一旦停止加热 ,有可能引起液体倒流 ,引起试管炸 裂 ;向 Na2 O2 粉末中加水 ,Na2 O2 很快就反应完了 ,也不能达 到随停随用的目的 ;用 30 %的 H2 O2 与 MnO2 制 O2 则反应太 剧烈 ,不好控制 ,通过多次实验探索 ,决定采用 10 %～15 %的 H2 O2 水溶液较好 ,反应适中 ,便于控制 ,于是 ,我们设计了如 图 1 装置 (省略了铁架台) 。 实验中我们发现无论怎么加热与通入 O2 ,始终没有发
图3
图4 硬质玻璃管规格为 25mm ×300mm ,略向右下倾斜 ,产 生的乙醛液体可直接流到烧杯中 ,也就解决了胶塞冲出的问 题 ;浸透乙醇的棉团与铜丝相隔近些 ,这样 ,酒精灯给铜丝加 热时传导 的 热 量 就 足 以 使 乙 醇 变 成 蒸 气 ; 只 需 间 断 地 向 MnO2 中滴加 10 %～15 %的 H2 O2 水溶液 ,就能使反应持续 进行 ,且约 7min～8min 得到无色透明液体既能发生银镜反 应 ,又能与新制 Cu (O H) 2 反应得到砖红色沉淀 。此装置较 简单 ,反应时间较短 ,现象明显 ,很适合教师课堂上演示 。
参 考 文 献 [ 1 ] 中华人民共和国教育部制订. 普通高中化学课程标准 (实验) .
北京 :人民教育出版社 ,2003 [ 2 ] 黎茂坚. 化学教育 ,2003 ,24 (1) :43
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分析反思 结论 ;体验 、感受了探究的乐趣 ;融会贯通了多 个实验内容 ,从原理的理解与运用 、仪器的选择与使用 、实验 操作 、现象的观察与分析 ,全方位锻炼了学生的实验能力 ,也 锻炼和培养了他们的意志和毅力 ,开拓了思维 ,增强了自信 , 提升了创造力 。因此 ,教师在教学中应该多鼓励学生对教材 质疑 ,引导学生发现学习和生活中的化学问题 ,并给学生创 造良好的条件让他们去探究 、设计化学实验 ,让他们独立做 实验 ,尽量发挥他们的主动性 ,把学习化学的兴趣推向高潮 , 从而锻炼他们的实验技能和智能 。
2 实验探究
[ 探究实验 1 ] 我们照现行高二化学教材 (人教版) 封四 彩图进行了实验 。
试管中取适量 (约 10mL ) 的无水乙醇 ,将擦亮的铜丝绕 成螺旋状 ,在酒精灯上加热至发红 ,伸入乙醇中 ,重复约 10 次 ,历时约 10min 。可观察到的现象及得到的结论是 : ①铜 丝的颜色由紫红 —黑 —紫红 ,可以说明铜丝起了催化剂的作 用 ,乙醇夺取了 CuO 中的氧发生了氧化反应 。 ②能闻到一 股刺激性气味 ,取反应后的液体与银氨溶液反应 ,几乎得不 到银镜 ;取反应后的液体与新制的 Cu (O H) 2 碱性悬浊液共 热 ,看不到红色沉淀 ,因此无法证明生成物就是乙醛 。通过 讨论分析 ,我们认为导致实验结果不理想的原因可能有 2 个 : ①乙醇与铜丝接触面积太小 ,反应太慢 ; ②反应转化率 低 ,反应后液体中乙醛含量太少 ,乙醇的大量存在对实验造 成干扰 。 [ 探究实验 2 ] 要对实验进行改进 ,我们围绕上述两点 展开了积极的思索与讨论 。我们设想 : ①要想加快反应速 率 ,可以通过增加铜丝的根数 ,将 3 根～4 根铜丝擦亮 ,绕成 螺旋状 ,将铜丝放在乙醇中一同加热 ;再根据反应原理 : 2C2 H5 O H + O2 2C H3 C HO + 2 H2 O ,若能改空气为氧气 ,增 大氧气浓度 ,并把氧气通入乙醇中 ,也可加快反应速率 。 ② 若能将生成的乙醛从与乙醇形成的混合物中分离出来 ,就可 以减少或消除乙醇的干扰 。
图1
图2 通过实验 , 我 们 欣 喜 若 狂 , 反 应 发 生 了 , 且 约 7min ～ 8min ,得到 3mL～4mL 无色有刺激性气味的液体 ,我们将该 液体与银氨溶液反应 ,得到了光亮的银镜 ;又取该液体与新 制的 Cu (O H) 2 悬浊液混合共热 ,立刻得到了红色沉淀 ,现象 明显 ,充分证明了生成物是乙醛 。但此装置也有 2 处不足 : 一是乙醇蒸气到达硬质玻璃管后又有部分变成了液体 ,有可 能引起炽热玻璃管骤冷而炸裂 ;二是乙醛液化后大部分滞留 在硬质玻璃管中 ,且玻璃管右端的胶塞可能由于管内气压较 大而冲出 。 [ 探究实验 4 ] 要克服上述不足 ,必须设法缩短乙醇的 蒸气到达铜丝的距离 。我们将导气管缩短 ,但总有一些乙醇 蒸汽会变成液体 ,效果不令人满意 。正当我们“山重水复疑 无路”时 ,翻阅了 2003 年 1 期化学教育[2] ,其中黎茂坚老师 撰写的“实验室乙醇氧化成乙醛的微型实验”一文让我们眼 前一亮 “, 柳暗花明又一村”,将一团棉花浸透乙醇 ,并靠近铜 丝放置 ,就很好地解决了这个难题 。同时 ,我们照他的装置
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化 学 教 育 2006 年第 1 期
进行了实验 ,如图 3 ,发现此装置仍存在如下 2 方面不足 :一 是因为不能提供 O2 ,反应不能持续进行 ,当 CuO 全部变成 Cu 时 ,反应即终止 ,且无法说明 Cu 起了催化剂作用 ;二是仅 凭产生刺激性气味及生成了水就断定生成物是乙醛是不严 密的 、不科学的 。综合我们前面的实验探索经验 ,吸取他人 的优点 ,我们最终设计了如图 4 的装置 。