乙炔的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

余新紅 李調(diào)霞

甘肅省岷縣第一中學(xué)(748400) 甘肅省舟曲縣第一中學(xué)(746300)

1 問題的提出

乙炔是最簡單的炔烴，也是炔烴中最具有代表性的物質(zhì)，在人教版化學(xué)選修5“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”中，為了更好的理解并掌握乙炔的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，課本中專門安排了實(shí)驗(yàn)，具體操作是：在圓底燒瓶里放入幾小塊電石，旋開分液漏斗的活塞，逐滴加入飽和食鹽水，便可產(chǎn)生乙炔氣體。再將驗(yàn)純后的氣體依次通入盛有高錳酸鉀酸性溶液的試管中和盛有溴的四氯化碳溶液的試管中。

在實(shí)際的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)存在以下的不足：①所用的實(shí)驗(yàn)儀器較多，準(zhǔn)備一次實(shí)驗(yàn)花費(fèi)的時間較長，如果要進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備起來費(fèi)時費(fèi)力，所以很多教師在教學(xué)中僅僅進(jìn)行課堂演示，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及化學(xué)核心素養(yǎng)；②在實(shí)驗(yàn)中制備乙炔氣體的目的是驗(yàn)證其化學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)中雖然為了減緩反應(yīng)速率，用飽和食鹽水代替了水，但還是產(chǎn)生了大量的泡沫，影響后續(xù)性驗(yàn)的操作。

為了產(chǎn)生平穩(wěn)、適量的乙炔氣體，同時將氣體制備及性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一體化，力求整個裝置簡單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，筆者設(shè)計(jì)了如下改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。

2 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置及操作

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

50 mL錐形瓶、10 mL注射器、尖嘴導(dǎo)管、破底試管、雙孔橡膠塞1個、單孔橡膠塞1個、輸液管1段、棉花、鑷子、0.5 g電石、乙醇、飽和食鹽水、酸性高錳酸鉀溶液、飽和硫酸銅溶液、溴的四氯化碳溶液、濾紙、透明膠帶。

2.2 破底試管的準(zhǔn)備

提前準(zhǔn)備1個底部破裂的試管，在酒精噴燈上預(yù)熱后加熱至玻璃紅熱，用鑷子和銼將試管底部磨平，再在酒精噴燈上圓口，使之光滑。

2.3 實(shí)驗(yàn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

A-蘸有KMnO4(H+)溶液的濾紙；B-蘸有硫酸銅溶液的棉花；C-蘸有溴的四氯化碳溶液的濾紙；D-電石；E-玻璃尖嘴導(dǎo)管；F-破底試管；G-輸液管；H-裝有乙醇與飽和食鹽水混合液(體積比1∶3)的注射器。圖1 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置圖

2.4 實(shí)驗(yàn)操作

(1)如圖1所示組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，檢查裝置的氣密性。

(2)在干燥的50 mL錐形瓶中放入0.5 g電石，用透明膠帶將蘸有溴的四氯化碳溶液的濾紙粘在破底試管連有雙孔橡膠塞一側(cè)的管口，將雙孔橡膠塞塞在錐形瓶瓶口。用鑷子將蘸有飽和硫酸銅溶液的棉花疏松地塞在破底試管的中間，在破底試管的最上端管口用透明膠帶粘上蘸有酸性高錳酸鉀溶液的濾紙，塞上帶尖嘴導(dǎo)管的單孔橡膠塞。在注射器中吸入乙醇和飽和食鹽水(體積比1∶3)的混合溶液，通過輸液管連在雙孔橡膠塞另一個孔中的玻璃導(dǎo)管上。

(3)擠壓注射器的活塞，使乙醇和飽和食鹽水的混合溶液緩慢地滴入錐形瓶中，電石與混合溶液緩慢地開始反應(yīng)，產(chǎn)生的無色氣體使溴的四氯化碳溶液褪色(乙炔和溴發(fā)生加成反應(yīng)生成無色的1,1,2,2—四溴乙烷)，蘸有飽和硫酸銅溶液的棉花上有黑色的物質(zhì)產(chǎn)生(電石中常含有硫化物和磷化物等雜質(zhì)，這些物質(zhì)也會和水反應(yīng)生成硫化氫和磷化氫等氣體，該氣體與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫化銅、磷化銅等黑色沉淀)，蘸有酸性高錳酸鉀溶液的濾紙褪色(乙炔和酸性高錳酸鉀發(fā)生了氧化反應(yīng))。

(4)用手觸摸錐形瓶，瓶壁發(fā)燙，說明乙炔與水反應(yīng)放出了大量的熱。用火柴點(diǎn)燃尖嘴玻璃導(dǎo)管，乙炔在空氣中燃燒，火焰明亮并伴有濃烈的黑煙。

3 實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

(1)用乙醇和飽和食鹽水按體積比1∶3的混合溶液代替了飽和食鹽水，反應(yīng)液中不會出現(xiàn)大量的泡沫，產(chǎn)生氣流平穩(wěn)、適中的乙炔氣體。

(2)改進(jìn)后的裝置將氣體的制備、凈化、性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)在一個簡單的裝置中完成，操作簡單，現(xiàn)象明顯。使用注射器可以控制滴加乙醇和飽和食鹽水混合液的體積，從而控制反應(yīng)的速率，還可控制反應(yīng)的開始與停止。

(3)將醫(yī)用注射器、輸液管、破底試管應(yīng)用到改進(jìn)裝置中，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約資源、廢物再利用的意識，裝置改進(jìn)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力，促進(jìn)了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。