乙醇的催化氧化反應(yīng)的現(xiàn)象:
把銅絲燒成螺旋狀,在火焰上加熱后,銅絲表面發(fā)黑生成黑色的氧化銅,把它迅速插入酒精中,待黑色退去后,取出銅絲再加熱,再插入酒精中,反復(fù)數(shù)次后嗅聞氣味。
乙醇的催化氧化反應(yīng)的方程式:
2Cu+O2→2CuO
CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+Cu+H2O
總方程式為:CH3CH2OH+O2→CH3CHO+H2O
乙醇的催化氧化實驗人教版全日制普通高級中學(xué)教科書(實驗修訂本,必修)《化學(xué)》第二冊第170頁設(shè)計了學(xué)生實驗“實驗六-乙醇、乙醛的性質(zhì)”。該實驗是“在試管里加入2mL乙醇。把一段彎成螺旋狀的銅絲放在酒精燈外焰中加熱,使銅絲表面生成一薄層黑色的氧化銅,立即插入盛有乙醇試管里(如下圖所示),這樣反復(fù)操作幾次,注意聞一聞生成物的氣味,并注意觀察銅絲表面的變化?!薄?/p>
但實踐發(fā)現(xiàn),只能觀察到銅絲表面變亮,并不能聞到乙醛的氣味,這是因為生成的乙醛很少,其氣味被濃厚的乙醇?xì)馕端谏w,故只能聞到酒精的氣味,從而不能說明有乙醛生成。針對這種現(xiàn)象,對該實驗進(jìn)行重新設(shè)計,效果很好。
1、實驗用品
長頸漏斗1個,調(diào)壓器1個,800W電爐絲1段,單孔橡膠塞1個,玻璃管1段(6cm),鼓氣球1個,試管1支,鐵架臺、十字架、鐵夾各一個,導(dǎo)線2根,酒精燈1盞,試管夾1個,火柴1盒,細(xì)鐵絲若干。
無水乙醇、新制氫氧化銅、細(xì)銅絲等。
2、實驗裝置(如下圖所示)
3、實驗方法
按照實驗裝置圖將儀器、藥品裝好后,將儀器固定在鐵架臺上。旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕,給電爐絲通電,并使電爐絲保持紅熱狀態(tài),加熱長頸漏斗的頸端內(nèi)的細(xì)銅絲。當(dāng)細(xì)銅絲紅熱時,迅速用手不斷擠壓鼓氣球,使空氣源源不斷地攜帶著乙醇蒸汽通過紅熱的細(xì)銅絲。
2分鐘后,停止鼓氣,并旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器的旋鈕,停止給電爐絲供電。取下盛有新制備氫氧化銅的試管,用試管夾夾住,放在酒精燈外焰上加熱。片刻,可以觀察到試管內(nèi)生成磚紅色氧化亞銅沉淀。由此說明,乙醇在加熱和有催化劑Cu的條件下可以跟氧氣發(fā)生反應(yīng)生成乙醛。
4、實驗說明
①該實驗的特點是直接用新制的氫氧化銅檢驗乙醛的生成,避免了聞味時混合物中乙醇?xì)馕秾σ胰馕兜母蓴_。
②脫脂棉蘸的無水乙醇不要太多,防止自然下流,引起漏斗的加熱部分炸裂。
③旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器的旋鈕進(jìn)行調(diào)壓時,要求從低到高,直至調(diào)到電爐絲紅熱為止。防止電壓過高,電爐絲燒斷。
④該實驗課適宜作為課堂演示實驗及學(xué)生分組實驗。
乙醇催化氧化的應(yīng)用例1:將等質(zhì)量的銅片在酒精燈上加熱后,分別插入下列溶液中,放置片刻后銅片的質(zhì)量增加的是( )。
A、硝酸
B、乙醇
C、石灰水
D、鹽酸
解析:銅片灼燒后生成CuO,硝酸、鹽酸均能溶解CuO,銅片的質(zhì)量均減少。乙醇可實現(xiàn)CuO→Cu的轉(zhuǎn)變,即C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O,銅片的質(zhì)量不變。石灰水與CuO不反應(yīng),因而銅片的質(zhì)量增加。選C。
例2:乙醇分子中各種化學(xué)鍵的排列情況如下圖所示。下列關(guān)于乙醇在反應(yīng)中斷鍵情況的說法中,不正確的是( )
A、與金屬鈉反應(yīng)時,①鍵斷裂
B、與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)時,①鍵斷裂
C、在銅的催化下與氧氣反應(yīng)時,①鍵和②鍵斷裂
D、在銅的催化下與氧氣反應(yīng)時,①鍵和③鍵斷裂
解析:乙醇與金屬鈉反應(yīng)生成C2H5ONa,此過程中①鍵斷裂。乙醇與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成CH3COOC2H5,此過程中①鍵斷裂。乙醇在銅或銀的催化下與氧氣反應(yīng)生成CH3CHO,其實質(zhì)是乙醇分子中的①鍵和③鍵斷裂,脫去兩個氫原子,形成一個新的碳氧雙鍵,得到乙醛。選C。
例3:乙醇催化氧化為乙醛的過程中化學(xué)鍵斷裂與形成的情況可表示如下:
下列各種物質(zhì)都是醇,其中能被氧化為醛類化合物的是( )。
A、(CH3)3COH
B、CH3CH(OH)CH3
C、(CH3)2CHCH2OH
D、CH3CH2CH(CH3)OH
解析:根據(jù)題目信息可知,醇被氧化為醛時應(yīng)滿足的分子結(jié)構(gòu)是與經(jīng)基相連的碳原子上至少有兩個氫原子,只有C項符合。
例4:取一根潔凈、紅亮的銅絲,前端繞成螺旋狀,點著酒精燈,先使螺旋狀部位在酒精燈外焰灼燒,然后慢慢移向內(nèi)焰,迅速取出。你觀察到了哪些現(xiàn)象?如何解釋?寫出有關(guān)變化的化學(xué)方程式。上述實驗對你了解如何使用酒精燈有什么啟示?
解析:銅絲在空氣中加熱發(fā)生反應(yīng)2Cu+O2→2CuO,因此銅絲變黑。如果慢慢移向內(nèi)焰灼燒,則發(fā)生反應(yīng)C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O,銅絲由黑色重新變?yōu)榧t色。可見,酒精燈的內(nèi)焰中含有揮發(fā)出的未完全燃燒的乙醇,由于燃燒不充分,因此火焰的溫度較低。而外焰中無乙醇,因此火焰的溫度較高。所以使用酒精燈時應(yīng)使用外焰。
2018-09-03 16:32:37 7562 http://www.yiqi.com/citiao/detail_1365.html 熱門標(biāo)簽: