實驗室制乙炔及性質檢驗的一體化微型實驗設計

姚玉琴衷明華

(韓山師范學院化學系，廣東 潮州 521041)

摘要：微型一體化實驗可以使氣體的制取與性質的實驗同時進行，其優(yōu)勢在于縮短反應時間，實驗效果明顯。既能滿足實驗所要獲取化學性質的要求，又大幅度地降低原料試劑的用量，減少化學反應對環(huán)境的污染，體現了綠色化學的理念。

關鍵詞：乙炔微型化實驗

在人教版高中化學教科書選修5中，實驗室制取乙炔是中學化學教材中一個非常重要的實驗。此實驗常用飽和食鹽水代替蒸餾水與碳化鈣反應，但是實際操作過程中容易出現以下問題：

1.雖然用飽和食鹽水來代替水，但電石和飽和食鹽水的反應速率仍然相當快，速率難以控制。同時產生大量泡沫，容易堵塞導管，影響實驗效果。

2.直接用點燃處理尾氣產生大量濃煙，污染教室空氣，影響師生健康。

3.乙炔制備和性質實驗采用多次進行，沒有連續(xù)性，既浪費藥品又消耗時間。

因此，筆者為了克服上述不足，使用微型化改造，通過對乙炔的制取實驗進行多次研究和操作驗證，提出了本實驗方案，希望能達到更好的教學效果。

一、實驗原理

CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2

2MnO4-+6H++C2H2→2Mn2++2CO2+4H2O

CH≡CH+Br2→CHBr=CBr

CHBr=CHBr+Br2→CHBr2—CHBr2

二、實驗用品

儀器：微型實驗儀器一盒、注射器一個。

藥品：25%乙醇水溶液、電石、硫酸銅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、溴水。

三、實驗裝置示意圖(略去微型操作臺裝置部分)

圖　實驗裝置 (注：①25%乙醇水溶液；②電石；③硫酸銅溶液；④酸性高錳酸鉀溶液；⑤溴水。)

四、實驗步驟與現象

1.按照上圖組裝好儀器，并檢查裝置的氣密性。

2.添加藥品：在具支U形試管右側內套管中加入少量電石，同時在U形管底部加入適量25%乙醇水溶液，液面要保持內套管底部以下，在U形具支試管的膠塞上開一個小孔，利用小孔插入注射器；在具支試管中加入硫酸銅溶液；在V形側泡反應管的第一個凹槽加入酸性高錳酸鉀溶液，在第二個凹槽中加入溴的四氯化碳溶液。

3.開始實驗并觀察實驗結果：慢慢推動注射器的推手，以增大U形具支試管中的壓強，從而使其內的25%乙醇水溶液與電石接觸。反應比較溫和、適中，有少量泡沫產生，但不影響對實驗現象的觀察，有氣體產生。通過硫酸銅溶液以除去反應產生的雜質，繼而通過酸性高錳酸鉀溶液、溴水來檢驗乙炔的性質。此時觀察到酸性高錳酸鉀溶液、溴水均褪色，而剩余的乙炔則用排水法收集，實驗結束后再用燃著的木條伸到集氣瓶口，使少量乙炔在空氣燃燒，燃燒時火焰明亮、伴有濃烈的黑煙。因此，乙炔可以再空氣中燃燒，也易被酸性高錳酸鉀溶液所氧化，也能與溴水發(fā)生加成反應。

五、改進實驗后的優(yōu)點

1.利用微型實驗裝置進行實驗，裝置組裝簡單、方便，實驗藥品用量減少，成本降低，乙炔的制取及性質檢驗一次性完成，簡化了實驗操作過程以及實驗裝置。

2.采用推動注射器手柄來改變U形具支試管中的壓強，能較好的控制反應的發(fā)生與停止，也能較好的控制反應速率。

3.實驗中將飽和食鹽水用25%乙醇水溶液代替，使反應程度適中，泡沫產生較少，能清晰的觀察到有氣體產生。減少了實驗的危險性，實驗的可靠性、安全性增強。

4.利用V形側泡反應管，可以方便、快速地檢驗出乙炔的性質。

5.實驗過程中收集的乙炔氣體，減少乙炔排放到空氣中，污染環(huán)境，影響師生的身體健康，體現了綠色化學的理念。