重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应实验探究

重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应实验探究

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1、重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应实验探究  摘要:针对中学化学教材中缺乏明确的浓度条件,对重铬酸钾不同浓度的酸性溶液与乙醇反应的实验进行了探究。结果表明,一般演示实验,可选取90%的硫酸和2%的重铬酸钾溶液,以体积比为1:1配比所得重铬酸钾酸性溶液,实验效果最为明显,更适合学生观察探究。关键词:重铬酸钾溶液;乙醇;浓度配比;化学实验探究文章编号:1005–6629(2014)2–0047–02中图分类号:G633.8文献标识码:B1探究问题的提出现行普通高中化学新课程人教版《有机化学基础》(选修5)第52页实验[3-2]介绍了乙醇被酸性重铬酸钾溶液氧化,说明乙醇具有一定的还原性,这是新课程

2、增加的实验。在教材里,该实验介绍比较笼统,对于重铬酸钾溶液浓度以及酸性溶液的浓度没有详细的介绍。在《教师教学用书》第57页只简单地叙述重铬酸钾酸性溶液是K2Cr2O7晶体溶于水,再加入稀硫酸配制而成。按常规配制重铬酸钾的酸性溶液,只要在配制好的重铬酸钾溶液中加入少量稀硫酸(或数滴浓硫酸)使其呈酸性即可。笔者在试管中取按上法配制的重铬酸钾酸性溶液25mL,再滴加5~6滴95%乙醇,振荡后无任何现象发生,反复振荡,其振荡结果还是不能看到溶液变为绿色(或暗绿色),给教学演示造成了困惑和不便。为了弄清问题的真正原因,进行了一系列的探究对比实验,取得了显著实验效果,并在本校化学教学中广泛应用,

3、受到了同事的肯定与好评。将探究实验的过程及结果阐述如下,与各位同仁交流和共享。2背景资料查阅综述在酸性介质中,乙醇可定量被重铬酸钾酸性溶液氧化,在此氧化过程中,氧化前后溶液的颜色将由六价铬(Cr6+)橙红色被还原为三价铬(Cr3+)后而显绿色或(青色)。乙醇被重铬酸钾酸性溶液氧化的化学方程式如下:94.1g/100g水),因此,在配制10%的重铬酸钾溶液的过程中,发现室温时溶液已饱和,如溶于热水中,当温度降低的时候,又有重铬酸钾晶体析出,这说明过浓的重铬酸钾溶液不适合此实验。在配制重铬酸钾酸性溶液时可先加热使之完全溶解后,再加相应浓度的硫酸。笔者还查阅了一些资料,发现目前已有不少学者

4、对此实验进行一系列的对比实验,其研究结果各有不同。5基于所查资料获得的信息,为了研究问题的方便,笔者分别设定了四组实验:以硫酸浓度为90%、70%、50%、30%和重铬酸钾溶液浓度为5%、2%、1%的不同体积比的混合;分别向各组所得混合液中加入等量的乙醇溶液,观察溶液的颜色变化。3实验设计方案3.1实验药品与仪器药品:浓硫酸、95%乙醇溶液、重铬酸钾晶体仪器:烧杯、试管、胶头滴管、量筒、托盘天平3.2实验步骤及现象把已配置好的浓度为90%、70%、50%、30%的硫酸与浓度为5%、2%、1%的重铬酸钾溶液以不同体积比混合,然后分别向其中加入等量的乙醇溶液,观察实验现象,并作记录(实验

5、记录如表1~4,具体实验操作过程略)。4实验分析及结论经分析上述实验记录中的现象可得出如下结论:(1)浓度为1%的K2Cr2O7溶液与各浓度的硫酸混合后,与乙醇的反应速率比较慢,溶液颜色的变化也不够明显;浓度为30%的硫酸与各浓度的K2Cr2O7溶液混合后,与乙醇的反应速率也比较缓慢,且溶液颜色变化也很缓慢,故不宜选取。(2)当硫酸溶液的浓度为50%、K2Cr2O7溶液的浓度为2%时,反应速率比较缓和,在V(H2SO4):V(K2Cr2O7)为1:1时,溶液颜色渐变过程明显,适合于演示实验。5(3)当硫酸溶液的浓度为70%、K2Cr2O7溶液的浓度为2%时,反应速率比较快,滴入乙醇时

6、可以清晰地看到溶液从浅绿色渐变为蓝色的全过程。在V(H2SO4):V(K2Cr2O7)为2:3时,溶液颜色渐变过程明显,最终为亮蓝色,这个浓度配比也适合于演示实验。(4)当硫酸溶液的浓度为90%、K2Cr2O7溶液的浓度为2%时,反应速率很快,在V(H2SO4):V(K2Cr2O7)为2:3和1:1时,向其中加1滴乙醇,溶液颜色渐变效果最为明显(很快溶液颜色变为鲜绿色)。综上所述,用上述方法配比得到的重铬酸钾酸性溶液与95%的乙醇反应,实验效果大多显著。但从各溶液的用量和反应溶液的颜色渐变程度来看,一般演示实验,可选取90%的硫酸和2%的重铬酸钾溶液,以体积比为1:1配比所得重铬酸钾

7、酸性溶液,实验效果最为明显,更适合学生观察探究。5实验说明当硫酸溶液的浓度为90%时,不同浓度的K2Cr2O7溶液和H2SO4溶液混合时,会有大量的热放出,试管壁非常烫手,且有滋滋的响声。因此,实验时应注意安全。参考文献:[1]罗世翠,李铜.重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应的实验探究[J].教学实验与仪器,2011,(9):34.[2]曾昭琼主编.有机化学(第三版上册)[M].北京:高等教育出版社,1991:288.5[3]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大

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