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關于實驗室制備乙烯實驗的研究

實驗室制備乙烯是一個重要實驗。人民教育出版社出版的《全日制普通高級中學教科書（必修加選修）化學第二冊》（2003年6月第1版）第122頁的實驗裝置如圖1所示。若按教材介紹的方法，能夠得到部分乙烯產品，但制備出的乙烯氣體中含有較多的二氧化硫氣體，污染環境，同時產生的氣體產物比較少。圖1一、改進實驗如圖2所示，在燒瓶中首先加入2藥匙（約3g）無水硫酸銅，再加入4mL無水酒精和8mL濃硫酸，組裝好裝置，加熱混合液，使液體溫度迅速升到170℃，這時就有乙烯生成。用排水取氣法收集生成的乙烯。圖2整個實驗在2min～3min內完成，可以收集到約1000mL～1200mL的無色稍有氣味（無刺激性氣味）的氣體。該氣體能夠使紅色的高錳酸鉀酸性溶液褪為五色、橙色的溴水褪為無色，該氣體能夠點燃，產生明亮的火焰，并有黑煙產生。二、交流討論1.老教材實驗的不足在實驗室制乙烯的實驗中主要存在兩個反應，一個是乙醇脫水生成乙烯，硫酸只起催化劑的作用。另一個是濃硫酸與乙醇的氧化還原反應，使乙醇脫水炭化，這是實驗的副產品，是不需要的實驗。老教材的實驗是20mL的酒精與濃硫酸（體積比約為1∶3）的混合液，濃硫酸的物質的量多了，有利于濃硫酸與乙醇的氧化還原反應，使乙醇脫水炭化，降低了主反應的發生，同時產生了大量的二氧化硫、二氧化碳等雜質氣體。2.改進實驗的優點改進實驗降低了濃硫酸的用量，用4mL無水酒精和8mL濃硫酸進行混合加熱反應，確實得到了較多的乙烯氣體，同時氣體產物中的二氧化硫等雜質氣體含量較少。筆者認為無水硫酸銅粉末有一定的吸水性質，吸收反應產生的水，有利于乙烯的產生（有待進一步的研究）。同時加入的無水硫酸銅粉末還具有碎瓷片的作用，以避免混合液在受熱時發生暴沸。比較兩類實驗現象，改進后的實驗反應迅速，產生氣體的速率快。在加熱過程中液體混合物沒有大量泡沫。另外，硫酸銅在實驗過程中有一定的催化作用（有待進一步的研究）。實驗結束后，將反應混合物倒入盛水的燒杯里，水溶液顯淺黑色。如果按照4mL無水乙醇（相對密度0.789）在標準狀況下產生1100mL氣體，則乙醇的產氣率約為70%。提高了乙醇的產氣率。改進實驗，藥品配比合

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