關于乙醇催化氧化的改進實驗

舒怡

摘 要：傳統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。

關鍵詞：乙醇催化氧化;乙醛的檢驗;水的檢驗

引 言

《乙醇》是聯系烴和烴的衍生物性質的橋梁，在有機物的相互轉化中處于核心地位。乙醇的催化氧化對于學生初步構建有機化學知識體系和有機流程推斷起著重要作用。下面筆者將結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，反復幾次。實驗過程中觀察到灼燒銅絲由紅色變為黑色，插入乙醇中，銅絲又恢復了紅色，且產生刺激性氣味氣體，觸摸試管外壁，感覺到發燙。

二.反應原理

紅色的銅灼燒和氧氣反應生成黑色的氧化銅，插入乙醇中，氧化銅和乙醇反應生成乙醛、銅、和水。因此銅絲又恢復紅色，產生刺激性氣味。化學反應方程式如下：

三.實驗優點與不足

該實驗簡單易操作，能夠看到明顯的實驗現象，但由于乙醇揮發，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，用于檢驗產物乙醛。

五.實驗操作和現象

六.學生提出疑問、設計實驗證明

學生查閱資料，提出疑問：乙醛能被催化氧化為乙酸，產物中是否有乙酸生成？

學生實驗：撤去裝置中的干燥管，繼續上述反應，用藍色石蕊試紙置于導管末端，試紙變紅后立即停止反應。

七.實驗結論

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、棉花變藍等實驗現象直觀、效果明顯。再通過化學鍵的斷裂和形成推斷產物和反應過程。

在學生驗證實驗中，藍色石蕊試紙變紅，說明反應中還有有乙酸生成。

學生通過實驗驗證構建并加深了對醇羥基到醛基到羧基的官能團轉化的認知。

八.實驗評價

學生與教師共同參與實驗的設計和改進，使學生從化學實驗現象中發現矛盾，提出問題、產生強烈的探索動機，結合材料經過實驗創造想象、推理判斷，獲得獨特的具有創造性和經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.高中化學學科核心素養體系的構成和特點[J].教育導刊，2015（5）：80-81.