从“滴醇生花”到“雾里看花”——乙醇催化氧化实验的改进

吴亚男

（徐州市第三中学　江苏　徐州　221000）

从“滴醇生花”到“雾里看花”
——乙醇催化氧化实验的改进

吴亚男

（徐州市第三中学江苏徐州221000）

遵循简单、安全、学生易操作的理念，使用方形盒状铜片代替铜丝对乙醇催化氧化的实验装置进行改进，使学生在“真实的化学氛围”中感受化学的魅力。

乙醇；盒状铜片；催化氧化

一、教材现状

苏教版高中《化学2》中，乙醇的催化氧化实验的做法操作要点是:向试管中加入2～4mL无水乙醇，浸入50℃左右的热水中，以保持反应所需的温度。将铜丝烧热，迅速插入乙醇中，反复多次（如图1），观察并感受铜丝颜色和乙醇气味的变化［1］。

图1　乙醇的催化氧化实验

图2　肖修锋、符昕对乙醇催化氧化所作的实验改进

该实验的目的是通过对比铜在反应前后的颜色变化，让学生认识到铜在此反应中起到催化剂的作用；通过对比反应物和生成物气味，让学生认识到生成了带有刺激性气味的新物质。该实验方法的优点是操作简单，安全，可明显看到铜丝由红变黑再变红的现象，便于学生认识到铜在乙醇的氧化过程中起到的作用。缺点是由于乙醛溶于大量乙醇中，即使反复多次，学生也很难闻到明显区别于乙醇的味道，使得乙醇被氧化为乙醛缺少说服力。同时在分组实验时该方法需要消耗较多的无水乙醇，增加了实验成本。

二、滴醇生花

为了解决上述问题，肖修锋、符昕［2］做出了主要如图2改进。该方法是在圆形凹状铜片上进行乙醇催化氧化实验。当铜片加热到一定程度后滴入乙醇，能观察到乙醇液珠在铜片上不断滚动，液珠滚动经过的地方，铜片立即由黑变红，我们可将其称之为“滴醇生花”。而后用250mL烧杯罩在铜片上方，学生能够闻到了强烈的刺激性气味，让学生从感性上认识到反应生成了新的物质。

通过实际操作，该方法存在以下不足:

1.圆形凹状铜片制作较为困难，产生较多铜片废料无法充分利用。

2.该方法在学生分组操作时很容易因操作不当点燃铜片上的酒精，产生安全隐患。

3.收集乙醛气体时因烧杯容积较大，刺激性气味不明显。

三、雾里看花

遵循简单、安全、学生易操作的理念，笔者对该实验做了进一步改进，主要改进为:1使用方形盒状铜片（如图4）代替圆形凹状铜片；2将向铜片上滴加乙醇改为向40mL小烧杯中滴加乙醇；3将罩在铜片上方收集产物改为将小烧杯倒置在铜片上收集产物。

1.方形盒状铜片制作

原料及仪器:铜片、剪刀。

制作过程:将铜片剪切成约为10cm×10cm大小（如图4），捏紧四个边角，将其折叠为方形盒状。

图3　 10cm×10cm的铜片

图4　方形盒状铜片

2.实验仪器和药品

方形盒状铜片，三角架，酒精灯，烧杯（40mL），胶头滴管，火柴，铁架台，无水酒精。

3.实验过程及现象

（1）将方形盒状铜片放在三角架上，用酒精灯灼烧，观察颜色变化。可以看到铜片由红色变为黑色（如图5），学生很容易得出铜被氧化为氧化铜的结论。

图5　铜片受热被氧化

（2）继续加热约1分钟，用胶头滴管向小烧杯滴加4～6滴无水乙醇，将小烧杯倒置在铜片上，观察烧杯覆盖位置铜片颜色变化。少量乙醇沿烧杯内壁流向铜片，使铜片在局部由黑色变为红色，还有部分乙醇因受热气化，充满整个烧杯，使得整个烧杯覆盖的区域全部变为红色，整个过程透过烧杯好似“雾里看花”（如图6）。直观、形象的使学生感受到铜在该实验中所起到的作用。

图6　乙醇催化氧化实验装置改进

（3）小心取下小烧杯，感受其中气味。学生能够闻到明显区别于乙醇的刺激气味，通过直观感受证实乙醇通过化学反应生成了新的物质。

4.实验评价

（1）通过实验改进，学生能够明显闻到有刺激气味的物质乙醛生成，在符合学生认知规律的前提下进行实验探究。

（2）通过好似“雾里看花”般的实验过程给学生以美的感受，增强学生对化学学科的亲和度。

（3）材料易得，操作简便，过程安全，便于进行学生分组实验。

（4）通过4～6滴乙醇便可以产生明显的实验现象，大量节省药品，绿色经济。

四、实验后续处理及思考

1.实验后续处理

铜片在实验后因受热变为红棕色或褐色，在反复使用2～3次后便很难看到铜片由红变黑的过程，影响实验效果。所以在铜片使用2～3次后，需将铜片浸入到稀盐酸中，再用冷水冲洗后自然风干，铜片即可重新使用。

2.关于该实验的思考

通过实验改进，在实验过程中学生可以明显闻到有刺激性气味的乙醛的味道，从而引发学生乙醇通过化学反应生成了新的物质的思考。在一些乙醇催化氧化实验改进中为了体现“绿色化学”理念，将该实验改造为全封闭体系，运用银氨溶液或新制的氢氧化铜验证乙醛的生成。这类方法不符合高一必修阶段教学要求，超出学生的认知范围，使实验远离学生的认知，不符合“真实的化学”理念。所以在敞开体系中让学生感受刺激性气味的物质本身也是“真实的化学”的一部分，刻意回避往往适得其反。

［1］王祖浩.《化学2（必修）》［M］.南京：江苏教育出版社，2014：69

［2］肖修锋，符昕.滴醇生花—乙醇催化氧化反应的改进［J］.化学教育，2015，（3）：73-74

1008-0546（2015）10-0085-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.030

*本文系江苏省实验教学研究“中学化学实验中学生思维取向调查研究”课题成果之一。