乙烯實(shí)驗室制法的改進(jìn)

.創(chuàng )新.實(shí)驗園地 )乙烯實(shí)驗室制法的改進(jìn)沈明祥(臨安中學(xué)，浙江臨安311300)摘要:通過(guò)對比現行高中化學(xué)各版本中的乙烯實(shí)驗室制法,改進(jìn)該實(shí)驗裝置,提高乙烯的產(chǎn)率。關(guān)鍵詞:乙烯實(shí)驗室制法;中學(xué)化學(xué)實(shí)驗教學(xué)文章編號: 1005 - 6629(2011)12- 0043-00中圖分類(lèi)號: G633.8文獻標識碼: C1高中化學(xué)各版本 教材的實(shí)驗裝置及其不足用。醇在400 C ~800 C下，直接加熱可以脫水生成烯雖經(jīng)改進(jìn),以上實(shí)驗裝置仍存在一些共性問(wèn)題:烴。在濃硫酸、Al203等催化下可降低反應所需的溫度。反 應物完全混合使氣體發(fā)生不受控制,乙烯的驗純及乙醇在濃硫酸作用下的脫水反應機理為:性質(zhì)檢驗只能在有限的時(shí)間內完成,不利于學(xué)生觀(guān)察①CH,CH2OH+H2S0,-CHzCH2OH2+HSO4~實(shí)驗現象,教師也無(wú)暇分步講解;除石棉絨經(jīng)再生后可重復利用外,含大量碳雜質(zhì)的濃硫酸與已吸水變質(zhì)的②CH,CH20H,=CH,CH2+H2OP203都不能重復利用。③H-CH2- CH2=CH2=CH2+H"2制備乙烯實(shí)驗裝置 的改進(jìn)乙醇通過(guò)生成詳鹽而產(chǎn)生碳正離子,碳正離子不中學(xué)化學(xué)實(shí)驗中與此類(lèi)似的反應有單質(zhì)銅與濃硫穩定很快從相鄰碳原子上消去質(zhì)子形成烯烴。乙醇通酸的反應。Cu與濃硫酸混合加熱時(shí),溶液變黑色,與中過(guò)Al203脫水生成乙烯的反應,是按照路易斯酸堿的互學(xué)階段理想的反應現象并不相符合;但先將濃硫酸加相作用方式進(jìn)行的,帶有空軌道的鋁原子起著(zhù)酸的作熱至沸騰,然后插入銅絲,銅絲與熱的濃硫酸劇烈反應,生成白色沉淀(CuSO4固體)而溶液仍保持澄清。筆者受此啟發(fā),考慮到170 C的濃硫酸是乙醇分子內脫水的最佳催化狀態(tài),如果將濃硫酸先升溫到170 C再加乙醇,乙醇人乙醇，可減少許多的副反應。沸石石棉絨F P05改進(jìn)后的乙烯發(fā)生裝置如圖4-I所示。無(wú)水乙醇r力證水夾中止水夾1圖1圖2圖3三蛇形回流原人教版"、新人教版2、魯科版凹、蘇教版4《實(shí)飽和NaOHI和NgOH驗化學(xué)》中乙醇與濃硫酸混合加熱制乙烯的發(fā)生裝置都如圖1所示。濃硫酸的催化效果較好,且能起到吸收碎瓷片一濃硫酸號燕餾水生成的水,促使第2步慢反應向正方向移動(dòng)。但乙醇與濃硫酸混合加熱時(shí),能發(fā)生副反應,生成碳單質(zhì)、CO2、CH、乙醚等多種雜質(zhì),致使乙烯的產(chǎn)率降低。I.乙烯制備裝置II. 氣體除雜裝置W. 氣體體積測量裝置2004蘇教版I5《有機化學(xué)基礎》教材中,是采用A4石棉絨(含硅酸鋁纖維)為催化劑,實(shí)驗裝置如圖2所如圖4搭建裝置并檢驗氣密性。先向100mL三示，解決了炭化和部分副反應的問(wèn)題。但實(shí)驗表明，乙頸燒瓶?jì)燃尤?~3小塊碎瓷片,再加入15 mL濃硫酸,醇在升至約360 C的過(guò)程中大量揮發(fā),且石棉絨催化關(guān)閉止水夾中國煤化工170 C后間歇受效果遠遜于活性A1203。2009蘇教版I6《有機化學(xué)基礎》熱維持溫度YHC N M H G段無(wú)要求不便拓改用P2O3為催化劑,實(shí)驗裝置如圖3所示，催化效果展),通過(guò)恒壓分液漏斗逐滴加入5 mL無(wú)水乙醇。乙較好,但中學(xué)化學(xué)實(shí)驗室并不常備有P20s 可供隨時(shí)取醇與濃硫酸接觸發(fā)生反應，有少許飛濺現象,從圖4-I1化學(xué)哲筆數強11年第12期.43.●探究.(實(shí)驗園地)鋁陽(yáng)極氧化實(shí)驗的反思與創(chuàng )新陸燕海(德清高級中學(xué)，浙江湖州313200)摘要:對教材中鋁陽(yáng)極氧化實(shí)驗方案提出了質(zhì)疑,并從實(shí)驗溫度、硫酸濃度、鋁的形狀、染色劑種類(lèi)等影響因素角度進(jìn)行了實(shí)證分析與探究,找到了一種更理想的能替代茜素的實(shí)驗用染色劑.提出了實(shí)驗創(chuàng )新方案。關(guān)鍵詞:鋁的陽(yáng)極氧化;中學(xué)化學(xué)實(shí)驗教學(xué)文章編號: 1005 - 6629(2011)12 - 0044- 03中圖分類(lèi)號: G633.8文獻標識碼: C問(wèn)題提出干凈。出于強化學(xué)生對現代金屬表面處理技術(shù)工藝的認(2)如圖4 -2(即圖1)所示準備好電解裝置。固識與體驗的考量,教材編著(zhù)者在蘇教版《化學(xué)與技術(shù)》定好電極的位置,使陽(yáng)極與碳棒陰極間距離約2 cm,迅(選修)教材"第67頁(yè)的“活動(dòng)與探究"中特意設置速將鋁片浸人溶液，浸人部分約為全片的2/3,通電約了鋁的陽(yáng)極氧化的模擬實(shí)驗。為便于行文及探討,教材25 min。方案摘述如F:鋁片準備下列試劑、儀器和其他實(shí)驗用品: 2片鋁(12-鋁片cmx2cm)、碳棒、16%氫氧化鈉溶液、20%硫酸、1%氨水、茜素溶液(或紅墨水)、大燒杯(或玻璃槽)、直- 20%硫酸流電源(16V)、導線(xiàn)、滑動(dòng)變阻器、電鍵。(1)把鋁片浸人熱的16 %氫氧化鈉溶液半分鐘日1 鋁陽(yáng)極氧化實(shí)驗裝置示意圍左右,洗去油污,去除表面的氧化膜。取出后用水沖洗(3)斷開(kāi)電路,取出鋁片。用1 %氨水中和表面的中觀(guān)察產(chǎn)生的氣泡基本平穩。至5 mL無(wú)水乙醇滴加完催化劑15 mL濃硫酸15mL 濃硫酸2gP2O, [ 4g石棉絨畢,濃硫酸呈淡黃色,無(wú)明顯固體懸浮物。當觀(guān)察到圖乙烯體積1413 mL839 mL118mL| 375 mL4-II廣口瓶中的氣泡產(chǎn)生速率明顯減小時(shí),關(guān)閉止水夾72.6 %43.1%57.4%19.3%2,打開(kāi)止水夾1,撤去酒精燈。冷卻到室溫后,關(guān)閉止注:已考慮到室溫、大氣壓對氣體體積的影響,將收集水夾1,濃硫酸安全存放于三頸燒瓶中,便于移至下一到的氣體體積折合成標準狀況下氣體體積。改進(jìn)后的實(shí)驗,能減少濃硫酸炭化乙醇和抑制乙個(gè)教學(xué)班使用。對本實(shí)驗,乙烯產(chǎn)率的高低是評判實(shí)驗設計優(yōu)劣醇分子間脫水等副反應的發(fā)生,提高了乙烯的產(chǎn)率。的標準之一。采用如圖4-I的裝置。產(chǎn)生的氣體經(jīng)過(guò)量參考文獻: .飽和NaOH溶液洗滌后通人圖4-I1排壓2000 mL聚四氟乙烯廣口瓶中的蒸餾水,最終調節廣口瓶?jì)纫好媾c水[1]武永興、胡美玲等.全日制普通高級中學(xué)教科書(shū)(必修加選修)槽中液面齊平。用500mL量筒測量水槽中蒸餾水的體化學(xué)第二冊.第1版[M],北京:人民教育出版社, 2003: 122.[2]宋心琦.化學(xué).有機化學(xué)基礎.(選修5)[M].北京:人民教育出積。版社, 2004: 45.用該簡(jiǎn)易裝置測得的蒸餾水總體積,視為乙烯的3王磊、陳光巨.化學(xué).有機化學(xué)基礎(選修)M] .濟南:山東大致體積(殘留在裝置及導管中的Z烯可視為與裝置中科學(xué)技術(shù)出版社, 2005: 50.原有的空氣相抵充;少量CO、CH4等不與堿液反應的[4]王祖浩.化學(xué).實(shí)驗化學(xué).選修教材第2版[M].南京:江蘇雜質(zhì)氣體受條件所限,未能除去)。筆者就改進(jìn)實(shí)驗與教育出版社2009。 27[5]王祖中國煤化工:材M.第1版南京:各原實(shí)驗的效果作出比較,如下表所示:江蘇教育出MYHCNMHG裝置4裝置1裝置3裝置2[6]玉祖浩.化學(xué).有機化學(xué)基礎.選修教材(M].第3版.南京:乙醇的體積5mL5 ml5 mL江蘇教育出版社, 2009: 69.化學(xué)教學(xué)2011 年第12期.