乙醇的氧化探究性微實驗設計

摘要：通過改進實驗裝置，讓實驗操作更為簡便安全，學生參與度高。充分調動學生的學習積極性。

關鍵詞：乙醇；酸性重鉻酸鉀溶液；實驗；氧化還原

實驗目的：

學會中學化學實驗中探究性實驗設計的一般過程與方法

實驗要求：

1. 自行發現實驗探究問題；

2. 自行設計探究性實驗方案；

3. 實驗實施與實驗問題發現及記錄；

實驗設計方案：

一、 探究問題的提出

化學是一門以實驗為基礎的學科。課堂教學中，演示實驗是課堂教學的重要組成部分。它不僅直觀、容易理解，說服力強，而且可以調動學生積極思維，激發學生的學習興趣?，F行普通高中高中課程標準實驗教科書（化學必修2，第78頁）在講述乙醇性質時，提到了酒后駕駛檢測儀。這部分內容沒有演示實驗，不僅教師講授覺得空洞，學生也很難理解。

司機酒后駕駛汽車容易肇事，不僅給國家、集體或個人的財產帶來損失，而且還會給他人和自己的家庭造成不幸交通警察為了避免這種嚴重地行車違章現象，通常使用司機酒后開車檢測儀對過路司機進行檢查。根據中華人民共和國車輛駕駛人員血液、呼氣酒精含量閥值與檢驗標準如下：

現行普通高中課程標準實驗教科書，化學“有機化學基礎”（選修5），第52頁實驗3-2，介紹了乙醇被酸性重鉻酸鉀溶液的氧化，說明乙醇具有一定的還原性。這是新教材增加的演示實驗。在教材里，介紹了乙醇在重鉻酸鉀的酸性溶液中會變成藍綠色。同時，最開始用于檢查汽車酒后駕駛也是利用了這個反應的原理。因此想通過實驗探究酸性重鉻酸鉀氧化乙醇的微實驗裝置，達到節約資源，提高學生學習興趣。

二、 問題解決設想

首先既然是微實驗，就應該從以下兩方面體現：

（一） 實驗藥品的微量

在實驗當中所耗費的藥品至少比常規做法少一半或者更少。

（二） 實驗儀器的微型

使用的設備微小便于攜帶，實驗效果易于觀察。

其次同時化學實驗的環保理念得有所體現。

三、 相關資料查閱綜述

在硫酸介質中，乙醇可被重鉻酸鉀氧化，生成藍綠色的二價鉻。乙醇被氧化的兩個過程用化學方程式表示如下：

4C2H5OH+K2Cr207+3H2SO44CH3CHO+K2SO4+2CrSO4+7H2O

4CH3CHO+K2Cr207+3H2SO44CH3COOH+K2SO4+2CrSO4+3H2O

該反應比較靈敏，可用以鑒別司機是否酒后駕車。一般的酒精檢測器里面填充的是經過硫酸處理的重鉻酸鉀硅膠。

乙醇可定量被重鉻酸鉀酸性溶液氧化，在此氧化過程中，氧化前后溶液的顏色將由六價鉻橙紅色被還原為三價鉻后而顯綠色或（青色）。因此，在配制10%的重鉻酸鉀溶液的過程中，發現室溫時溶液已飽和，如溶于熱水中，當溫度降低的時候，又有重鉻酸鉀晶體析出，這說明過濃的重鉻酸鉀溶液不適合此實驗。在配制重鉻酸鉀酸性溶液時可先加熱使之完全溶解后，再加相應濃度的硫酸。

基于以上的文獻，我想到了制作一個模擬查酒駕的裝置，同時提高了學生的興趣，又達到了教學目的。

四、 制作原理

交通法規定嚴禁酒后駕車。課本上介紹了一種簡便的檢測是否喝酒的方法，是讓駕車人呼出的氣體接觸含有經硫酸酸化處理的強氧化劑（CrO3）的硅膠，如果呼出的氣體含乙醇蒸氣，乙醇會被氧化成乙醛（CH3CHO），同時橙紅色CrO3被還原成綠色的硫酸鉻[Cr2（SO4）3]。教材對該實驗介紹過于籠統，不易成功。經改進，可用重鉻酸鉀代替三氧化鉻做這個實驗。

經過實驗探究，這樣操作較好：將70%的硫酸溶液和2%的重鉻酸鉀溶液按1：2的體積比混合得到“強酸性的重鉻酸鉀溶液”，取這種溶液2ml裝入裝置B中，取乙醇棉球放入裝置A中，對準裝置A的進氣口輕輕吹氣，就能觀察B裝置中的酸性的重鉻酸鉀溶液自上而下逐漸出現藍綠色的Cr2+的全過程，演示效果好。該反應比較靈敏，可用以鑒別司機是否酒后駕車。同時可以讓學生表演交警查酒駕的情景劇。提高學生的學習興趣。

五、 實驗設計方案

（一） 實驗藥品與儀器

藥品：乙醇溶液酸性重鉻酸鉀

儀器：霧化器導管（一套）實驗室試紙盒若干家用藥品兩個醫用酒精一瓶脫脂棉若干滴管兩個鑷子一個

（二） 實驗步驟

（1）將酒精棉球用鑷子放入裝置A（見下圖）中。

（2）用滴管將酸性重鉻酸鉀滴加入裝置B中。

（3）向裝置A中吹氣，將裝置中的酒精蒸汽吹入裝置B中。

（4）連續取2～3個裝置B分別重復上面的動作，控制每次吹入裝置B中的酒精量有一定的差異。然后將幾次實驗現象放在一起對比觀察。

六、 實驗感悟

1. 實驗儀器、藥品用量少，操作簡單，實驗時間短，現象清晰有趣，靈敏度高，富有啟發性。

2. 充分利用試紙包裝盒、家用藥瓶等廢棄材料，變廢為寶，取材容易，成本低廉，制作簡單，攜帶方便。該裝置可反復使用，只需要更換酸性重鉻酸鉀溶液，特別適合幾個平行班做演示實驗用，也便于開展互動，效果很好。

3. 可以對學生進行法制滲透教育。安全問題是關系到民生的大問題，酒后駕駛威脅到行人安全，通過酒后駕駛檢測實驗，能培養學生的法律意識和道德意識，增強民族自尊心和社會責任感。

4. 能激發學生學習化學的興趣，培養學生運用化學的視覺觀察生活和解決實際問題的能力以及創新實踐能力。

參考文獻：

[1]戴興德，張小林.醇類氧化實驗最佳條件探討[J].實驗與創新思維，2005（5）.

[2]齊俊林，劉占良.乙醇的定性檢驗與司機酒后開車檢測儀[J].化學教育，1996（11）.

作者簡介：

丁偉華，貴州省六盤水市，六盤水市第一中學。