探究乙醇制乙烯的实验方法.doc

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1、探究95%的乙醇制乙烯的实验方法摘要：本次实验我们小组成员探究了几种不同催化剂对该反应的影响，通过实验的现象以及反应的时间，比较各种催化剂的优缺点，及其探究较好的实验方案。本次实验所探讨的催化剂有浓硫酸，浓硫酸与浓磷酸的混酸，五氧化二磷固体以及三氧化二铝固体四种催化剂。关键词：乙醇乙烯脱水催化剂褪色一．背景介绍目前，中学化学实验室常用浓硫酸作乙醇制备乙烯实验的催化剂、脱水剂，但实验过程中存在耗时长、试剂用量大、乙醇炭化严重、乙烯纯度不高，并且反应中极易出现副反应等弊端。通过其反应机理得知，乙醇是脱失制得的乙烯，因此，我们可以选择合适的脱水剂作催化剂替代浓硫酸进行实验，以减轻炭化及副反应

2、的发生。二．实验过程（一）实验目的1.了解实验室乙醇制乙烯的各种不同的方法，并且探究较优的实验方法；2.掌握乙烯的物理及化学性质，了解其检验方法。（二）实验原理1.乙醇制乙烯的实验反应方程式：乙醇在催化剂的作用下发生消去反应，消去一分子的水生成乙烯，故所使用的催化剂要具有脱水性，而根据催化剂的不同，反应的条件以及实验的装置也会有所不同。2.本实验可选用的催化剂有浓硫酸（酸醇比为3:1），浓硫酸与浓磷酸的混酸（两种酸的体积比为1:1），五氧化二磷固体，三氧化二铝固体。3.乙烯的性质：乙烯为无色稍带气味的气体，其密度比空气密度略小，不溶于水，因此收集此气体时，一般用排水法。乙烯分子因具有一

3、个碳碳双键而具有还原性，可以使溴水及酸性高猛酸钾溶液褪色，可以利用此性质检验气体。乙烯分子的含碳量高达85.7%，故在空气中燃烧时燃烧不充分，会看到有明亮的黄色火焰，并且有浓烈的黑烟生成，利用此现象也可以验证气体，但是在点燃的时候要注意气体的纯度，若气体不纯，容易发生爆炸。（三）实验仪器及试剂仪器：圆底烧瓶，带导管的双孔塞及单孔塞，导气管，洗气瓶，4支小试管，1支大试管，量筒，集气瓶，水盆，铁架台，铁夹，酒精灯，石棉网，玻璃丝绵，盖玻片，火柴，温度计，天平试剂：95%的乙醇，98%的浓硫酸，浓磷酸，五氧化二磷固体，三氧化二铝固体，10%NaOH溶液，浓溴水，高锰酸钾溶液，稀盐酸，碎瓷片

4、(四)实验装置（一）实验步骤1.用浓硫酸做催化剂（1）连接实验装置1，检查装置气密性。取5mL乙醇放入圆底烧瓶中，再缓慢加入15mL浓硫酸，边加边搅拌。向洗气瓶中加入稀释后的NaOH溶液。（2）加热圆底烧瓶，使反应温度迅速升到170℃左右，保持此温度下发应，直到均匀产生气体。（3）取两支小试管，向其中的一支加入约四滴的浓溴水，另一支加入一滴高锰酸钾溶液和2~3滴稀盐酸，将两支试管均用水稀释到试管的2/3处，另取两支小试管分别将刚才配置的溶液一分为二，以作对照。（4）将气体分别通入到盛有溴水和酸性高锰酸钾的小试管中，观察实验现象，记录反应时间。2.用浓硫酸与浓磷酸的混酸做催化剂（1）连接

5、实验装置1，检查装置气密性。在圆底烧瓶中加入5mL乙醇，再加入7.5mL的浓磷酸，7.5mL的浓硫酸，洗气瓶中装入稀释后的NaOH溶液。（1）加热圆底烧瓶，重新配置溴水与酸性高锰酸钾溶液，将气体分别通入两种溶液中，观察实验现象，记录反应时间。1.用五氧化二磷固体作催化剂（1）连接实验装置1，检查装置气密性。快速称取10g的五氧化二磷固体于圆底烧瓶底部，再加入5mL乙醇，加入几片碎瓷片，洗气瓶中装入水。（2）加热圆底烧瓶，注意加热温度，使其保持沸腾即可，防止温度过高产生爆沸。将气体通入到配置好的溴水和酸性高猛酸钾溶液中，观察实验现象，记录反应时间。2.用三氧化二铝固体做催化剂（1）连接实

6、验装置2，检查装置气密性。向大试管中加入5mL乙醇，在试管的2/3处放入少许的玻璃丝绵，放上2cm左右的三氧化二铝固体，再放入一些玻璃丝绵，洗气瓶中放入水溶液。（2）先加热三氧化二铝固体约2min，再加热乙醇，反应发生后将气体通入到配置好的溴水和酸性高猛酸钾溶液中，观察实验现象，记录反应时间。（六）实验数据记录催化剂种类实验条件实验现象酸性高锰酸钾褪色时间浓硫酸（醇：酸=1:1）170℃有大量黑色固体生成溴水变为无色酸性高锰酸钾褪色圆底烧瓶中还生成了一种有刺激性气味的气体>5min浓硫酸：浓磷酸=1:1144℃有少量的褐色固体生成溴水变为无色酸性高锰酸钾褪色圆底烧瓶内有少量的白烟65s

7、固体150~160℃圆底烧瓶内有大量的白烟，液体沸腾较剧烈溴水变为无色酸性高锰酸钾褪色33s固体360~400℃溴水变为无色酸性高锰酸钾褪色洗气瓶中溶液变浑浊>3min一．结果与讨论1.不同催化剂的优缺点对比催化剂种类优点缺点浓硫酸（醇：酸=1:1）经典的实验室制乙烯的方法，浓硫酸脱水性强，反应容易发生反应温度不易控制，容易发生副反应，浓硫酸用量少则易被稀释，反应不彻底，过多则容易碳化，而且会生成等气体，造成产物不纯，反应时间过长浓硫酸：浓磷酸