乙醇氧化制乙醛

(五) 乙醇氧化制乙醛

本实验是高二化学中的一个学生实验，如按教材要求，学生只需按步骤操作，得出实验现象，写出方程式即可。这里，教师通过重新改进和设计实验，引导学生通过科学探究认识该反应的本质和条件。

一、设置情景

让学生以小组形式做下面这个实验：把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯火焰上烧至洪热，然后迅速插入盛有酒精的是管里，如图所示，重复几次，注意观察现象。

在实验后，几个小组普遍得出下列现象：①加热时，紫红色的铜丝变成黑色；

②插入酒精中的铜丝由黑色又变成紫红色；③可以闻到刺激性气味。

二、提出问题

（一）问题一

生成什么物质散发出刺激性气味？写出该反应的化学方程式？

学生根据已学过的知识推断出有乙醛生成，通过分析现象和讨论，写出反应的方程式如下：

2Cu + O

2

= 2CuO

CuO +CH

3CH

2

—OH → CH

3

CHO + H

2

O + Cu

2CH

3CH

2

—OH + O

2

→ 2CH

3

CHO + H

2

O

(二) 问题二

通过观察和比较这两个方程式，确定Cu和CuO在这个反应中各起什么作用？讨论后，学生一致认为Cu是催化剂，CuO是中间产物。

（三）问题三

CuO与乙醇反应的条件是什么？

鼓励学生做如下实验

1.实验一：将黑色CuO粉末与无水乙醇混合共热至沸腾。

现象：黑色CuO粉末不发生变化，也未闻到CH3CHO气味。

引导学生得出结论，CuO与无水乙醇共热不反应，为什么？提出假设，可能是温度不够，继续做实验二。

2.实验二：先把铜丝用酒精灯外焰加热至红热，冷却后进行如图所示操作。现象：内焰和焰芯处的铜丝由黑色变成紫红色，外焰处的铜丝仍为黑色。引导分析：

焰芯是乙醇蒸气：CuO +CH

3CH

2

—OH → CH

3

CHO + H

2

O + Cu

内焰是CO气体：CuO + CO = Cu + CO

2

外焰是CO

2，O

2

等气体

⒊ 得出结论：通过上面两个实验，学生得出的结论，CuO与乙醇要达到一定温度才能发生反应，实验一不发生反应就是因为乙醇液体达不到反应所需的温度。

三、设计实验，验证结论

鼓励学生自己设计实验来验证得出的结论。与学生共同分析各组设计的实验装置的优缺点，最终得出如图所示的装置（铁架台均略去）。B试管中盛无水乙醇，C中是CuO固体，E整体做冷凝器。先点燃A酒精灯，等B管中的乙醇沸腾后再点燃D酒精灯，C管中固体红热后即移去酒精灯。

现象：C中固体变成紫红色，即CuO生成了单质Cu，E管中冷凝的液体有水（加

无水CuSO

4粉末变成蓝色）、CH

3

CHO（银镜反应验证）生成，D酒精灯移走后，C

中固体保持红热说明该反应放热。由此推倒出反应的方程式：CuO +CH

3CH

2

—OH →

CH

3CHO + H

2

O + Cu +热量

【学与问2】

乙醇在铜催化下，可被氧气氧化成乙醛。实验方法如下：

（1）将铜丝卷成螺旋状，在酒精灯氧化焰中灼烧至红热，将铜丝移出酒精灯焰，可观察到铜丝表面生成一层黑色的氧化铜。反应的化学方程式为：

（2）将表面有黑色氧化铜的铜丝再次灼烧至红热，迅速插入盛有无水乙醇的锥形瓶中，可观察到铜丝迅速恢复红色，说明氧化铜被还原成铜，反应是放热的。如此反复操作几次，可闻到锥形瓶中的液体有不同于乙醇气味的刺激性气味。如取少量锥形瓶中的液体，加入新制氢氧化铜加热，可观察到有红色沉淀生成，说明乙醇被氧化生成乙醛。反应的化学方程式为：

（3）上述两个反应合并起来就是

可以看出，反应前后铜没有变化，因此铜是催化剂。即