范文一:乙醇和酸性重铬酸钾[3篇]
以下是网友分享的关于乙醇和酸性重铬酸钾的资料3篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。
第一篇
探究乙醇与酸性重铬酸钾溶液的反应
实验目的:学会中学化学实验中探究性实验设计的一般过程与方法。
实验要求:自行发现实验探究问题; 自行设计探究性实验方案;
实验实施与实验问题发现及记录; 实验报告与分析。
实验设计方案: 一、探究问题的提出
现行普通高中课程标准实验教科书,化学―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
1
溶液的氧化,说明乙醇具有一定的还原性。这是新教材增加的演示实验。同时,最开始用于检查汽车酒后驾驶也是利用了这个反应的原理。在教材里,该实验介绍比较笼统,只是粗略的说了乙醇在重铬酸钾的酸性溶液中会变成蓝绿色,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。因此本小组成员想通过实验探究重铬酸钾最佳浓度以及酸性溶液的最佳浓度,检验所加硫酸的量对实验现象有何影响。由此得出实验的最佳反应条件。
二、问题解决设想
查阅相关文献,探究在硫酸浓度分别为30%、50%、70%、98%和重铬酸钾浓度分别为1%、2%以及15%的条件下,乙醇溶液与重铬酸钾酸性溶液反应的现象。鉴于在演示实验中,我们希望当乙醇溶液与重铬酸钾酸性溶液反应的时候,颜色渐变过程明显,这有利于学生的观察,而在检验司机酒后驾驶的时候,我们希望反应可以在快速的时间内完成。因此本实验的两个最佳条件的判断标准是:颜色渐变过程明显;反应快速进行。通过改变溶液的浓度以及体积比来探究不同条件下的反应现象,记录实验现象,由此探究适合不同应用的最佳条件。
三、相关资料查阅综述
在硫酸介质中,乙醇可定量被重铬酸钾氧化,生成蓝绿色
2
的二价铬。乙醇被氧化的两个过程用化学方程式表示如下:
4C2H5OH +K2Cr207+3H2SO4?4CH3CHO +K2SO4+2CrSO4+7H20 4CH3CHO +K2Cr207+3H2SO4?4CH3COOH +K2S04+2CrSO4+3H20
该反应比较灵敏,可用以鉴别司机是否酒后驾车。一般的酒精检测器里面填充的是经过硫酸处理的重铬酸钾硅胶。在很多的模拟实验中,我们一般采用70%的浓硫酸以及2&重铬酸钾溶液和乙醇溶液反应。
目前已有学者进行一系列的对比实验,研究发现15,的重铬酸钾溶液和浓硫酸体积比达到1:1时,实验效果较好。
基于以上的文献,我们小组分别设定了硫酸浓度为30%、50%、70%、98%以及重铬酸钾溶液浓度为1%、2%、15%的不同体积比的混合重铬酸钾酸性溶液,分别向其中加入等量的乙醇溶液,观察溶液的颜色变化。
四、实验设计方案 1. 实验药品与仪器
药品:浓硫酸 乙醇溶液 重铬酸钾 仪器:烧杯 试管 滴管 量筒 天平 2. 实验步骤 配制溶液
1) 分别配制质量分数为30%、50%、70%、98%硫酸溶液100mL; 2) 分别配制1%、2, 和15%的重铬酸钾溶液100 mL; 3) 乙醇溶液20mL。 反应过程
4) 用10mL的量筒分别量取2mL1, 的重铬酸钾溶液与1-4号试管中。 5) 按表1分别取不同体积的30%硫酸溶液
3
加于试管中。
6) 观察各试管的现象,记录实验,振荡,观察其变化,记录实验现象。(同时
录像并且拍照)
7) 按照上面的实验操作,改变硫酸溶液或者重铬酸钾溶液的浓度,进行实验,
观察并记录实验现象。
8) 由于在配制15%的重铬酸钾溶液的过程中,发现15%的重铬酸钾溶液过饱和,
溶于热水中,但是当温度降低的时候,重铬酸钾晶体不断析出,这说明过浓的重铬酸钾溶液不适合此实验。
9) 在混合重铬酸钾与98%的硫酸溶液的时候,发现有大量的热放出,甚至有炸
裂试管的危险,这也说明过浓的浓硫酸不适合这个实验,因此也将其排除。 10) 具体实验记录如下:
表1 30%硫酸溶液和1, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表2 50%硫酸溶液和1, 的重铬酸钾溶液
4
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表3 70%硫酸溶液和1, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表4 30%硫酸溶液和2, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表6 50%硫酸溶液和 1%
的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
5
震荡后 振荡放置3min后
表5 70%硫酸溶液和2, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇 静置20后
震荡1 振荡放置1min后
五、实验分析
由以上的实验现象和实验记录中,我们分析得出:
1. 当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为2%时,实验的反应现象变化比较快,
在滴入乙醇的时候可以看到溶液明显从浅绿色变成蓝色,同时溶液由浅绿变成浅蓝再变成深蓝色有比较清晰的变化过程,在硫酸溶液与重铬酸钾溶液体积比为1:1和2:3时,实验效果最明显。
2. 当硫酸溶液为50%,重铬酸钾浓度为2%时,实验的反应现象相对比较理想,
尤其是在硫酸溶液与重铬酸钾溶液体积比为1:1时,溶液从反应速率和颜色渐变过程都很理想。
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3. 当硫酸溶液浓度为30%,重铬酸钾浓度为2%时,反应非常缓慢,颜色变化很
缓慢。
4. 当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为1%时,反应速度相对比较快,但是
颜色的变化不够明显。
5. 当硫酸溶液浓度为30%或者50%,重铬酸钾浓度为1%时,反应非常缓慢,颜
色变化很缓慢。
6. 当硫酸浓度为98%时,混合重铬酸钾以及硫酸溶液时,放出大量的热,试管
有炸裂的危险,因此不适合用于做此实验。当重铬酸钾溶液浓度为15%时,重铬酸钾溶液过饱和,溶于热水中,但是当温度降低的时候,重铬酸钾晶体不断析出,这说明过浓的重铬酸钾溶液不适合此实验。
7. 溶液放置一段时间后,蓝色会变深,查阅相关文献[4]:二价铬离子的氧化
物和卤化物能稳定存在,二价铬化合物具有较强的还原性,在水溶液中,二
价铬离子与水形成络合物,呈蓝色。因此溶液放置一段时间后变成的蓝色是二价铬离子的络合物。这在最初的文献结果上作出的进一步的补充。这也是为什么最后溶液会变成了
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蓝色的原因。
六、实验结论
由以上的分析可知,当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为2%时,实验反应速率较快,反应现象明显。当硫酸溶液与重铬酸钾溶液的体积比为1:1时,实验反应速率非常快,但颜色渐变效果略差,此比例更适合于检验司机酒后驾驶。当硫酸溶液与重铬酸钾溶液的体积比为2:3或者1:2时,颜色渐变明显,速率适中。这个浓度适合于演示实验和检验司机酒后驾驶。另外,硫酸溶液浓度为50%,重铬酸钾浓度为2%,两者体积比为1:1时,反应现象颜色渐变过程明显,速率也相对比较快,适合于课堂的演示实验。有一点需要提出的时,在课堂演示实验中,加入乙醇溶液后,不必马上振荡,可以观察到很明显的颜色变化过程,待1-2min后再振荡,可以观察到试管溶液全部变成蓝色。 以上实验结论与郝金良
[1]的实验结果相吻合。
在此过程中,六价铬离子变成了二价铬离子,其中二价铬离子不稳定,容易与水形成蓝色络合物,这在最初的文献结果上作出的进一步的补充。这也是为什么最后溶液会变成了蓝色的原因。
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七、实验拓展
化学是一门以实验为基础的学科。课堂教学中,演示实验是课堂教学的重要组成部分。它不仅直观、容易理解,说服力强,而且可以调动学生积极思维,激发学生的学习兴趣。现行普通高中高中课程标准实验教科书(化学必修2,第78页)在讲述乙醇性质时,提到了酒后驾驶检测仪。这部分内容没有演示实验,不仅教师讲授觉得空洞,学生也很难理解。
司机酒后驾驶汽车容易肇事,不仅给国家、集体或个人的财产带来损失, 而且还会给他人和自己的家庭造成不幸交通警察为了避免这种严重地行车违章现象, 通常使用司机酒后开车检测仪对过路司机进行检查。根据中华人民共和国车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阀值与检验标准如下:
郝金良实验探究表明,将70, 的硫酸溶液和2, 的重铬酸钾溶液按1:2一l:3的体积比混合得到―强酸性的重铬酸钾溶液‖,取这种溶液2 mL,另取一试管加入0(5 mL(10滴)乙醇,在酒精灯上稍加热使之汽化,然后用吸管吸取乙醇蒸气,再将蒸气挤入重铬酸钾溶液中(约需2吸管),同样能逐渐看到出现蓝绿色的过程。该反应比较灵敏,可用于鉴别司机是否酒后驾车。
在实际操作中,其方法是[3]:让司机呼出的气体接触载有经过硫酸处理过的强氧化剂三氧化铬的硅胶(具体方法在5
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毫升1:5稀硫酸中加入2克三氧化铬晶体制成桔黄色的透明溶液, 然后用滴管将该溶液逐滴加入5毫升20%的硅酸钠溶液中, 当出现白色沉淀时, 慢慢滴加, 边加边振荡, 可得到黄色的硅胶, 并将其附在一种特制的纸面上), 如果呼出的气体中含有酒精蒸气, 遇到三氧化铬就会被氧化成乙醛, 三氧化铬同时被还原成硫酸铬用硫酸处理过的三氧化铬是桔黄色的, 而硫酸铬是蓝绿色的,通过这种特制的硅胶的颜色变化, 交通警察就可准确无误地判断出汽车司机是否喝过酒, 然后做出相应的处理。
由于各方面条件的限制,一般学校没有这种精密的仪器,为了满足教学上的需要,我们自制了简易的酒后驾驶检测仪,以下就是简易―酒后驾驶检测仪‖的制作。
1、制作原理
交通法规定严禁酒后驾车。课本上介绍了一种简便的检测是否喝酒的方法,是让驾车人呼出的气体接触含有经硫酸酸化处理的强氧化剂(CrO3)的硅胶,
如果呼出的气体含乙醇蒸气,乙醇会被氧化成乙醛(CH3CHO),同时橙红色CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。教材对该实验介绍过于笼统,不易成功。经
改进,可用重铬酸钾代替三氧化铬做这个实验。
经过实验探究,这样操作较好:将70%的硫酸溶液和2%
的重铬酸钾溶液按
10
1:2的体积比混合得到―强酸性的重铬酸钾溶液‖,取这种溶液2ml,滴加2滴乙醇,不必振荡,就能观察到自上而下逐渐出现蓝绿色的Cr2+的全过程,演示效果好。该反应比较灵敏,可用以鉴别司机是否酒后驾车。
2、实验材料
盛淀粉碘化钾试纸的方形塑料包装盒; 盛眼镜护理剂的喷瓶; 优乐美奶茶的吸管;
乳胶管; 气唧; 脱脂棉; 酸性重铬酸钾溶液; 白酒。
3、制作过程
在吸管粗端放入酒精棉球,用胶管连接到气即出气管,吸管另一端插到方形塑料包装盒即可。
4、使用方法
在方形塑料盒里倒入2ml酸性重铬酸钾溶液,把白酒喷洒到一小撮脱脂棉上,把酒精棉球放在吸管粗端,用胶管连接到气唧上,用气唧缓缓鼓入空气,把酒精蒸气赶到酸性重铬酸钾溶液里,观察现象。
5、实验效果
1) 用气唧鼓入空气或用嘴呼气带走棉球上的酒精蒸气模拟实际喝酒检验,更科
学、文明。
2) 增加反应物硫酸的浓度,提高了实验的实效性,实验仪
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器、药品用量少,操
作简单,实验时间短,现象清晰有趣,灵敏度高,富有启发性
3) 充分利用试纸包装盒、吸管等废弃材料,变废为宝,取材容易,成本低廉,
制作简单,携带方便。该装置可反复使用,只需要更换酸性重铬酸钾溶液,特别适合几个平行班做演示实验用,也便于开展互动,效果很好。
4) 安全问题是关系到民生的大问题,酒后驾驶威胁到行人安全,通过酒后驾驶
检测实验,能培养学生的法律意识和道德意识,增强民族自尊心和社会责任感。
5) 能激发学生学习化学的兴趣,培养学生运用化学的视觉观察生活和解决实际
问题的能力以及创新实践能力。
第二篇
实验五 探究性实验设计
——探究乙醇与酸性重铬酸钾溶液的反应
实验目的:学会中学化学实验中探究性实验设计的一般过
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程与方法。
实验要求:自行发现实验探究问题; 自行设计探究性实验方案;
实验实施与实验问题发现及记录; 实验报告与分析。
实验设计方案: 一、探究问题的提出
现行普通高中课程标准实验教科书,化学―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的氧化,说明乙醇具有一定的还原性。这是新教材增加的演示实验。同时,最开始用于检查汽车酒后驾驶也是利用了这个反应的原理。在教材里,该实验介绍比较笼统,只是粗略的说了乙醇在重铬酸钾的酸性溶液中会变成蓝绿色,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。因此本小组成员想通过实验探究重铬酸钾最佳浓度以及酸性溶液的最佳浓度,检验所加硫酸的量对实验现象有何影响。由此得出实验的最佳反应条件。
二、问题解决设想
查阅相关文献,探究在硫酸浓度分别为30%、50%、70%、98%和重铬酸钾浓度分别为1%、2%以及15%的条件下,乙醇溶液与重铬酸钾酸性溶液反应的现象。鉴于在演示实验中,我们希望当乙醇溶液与重铬酸钾酸性溶液反应的时候,颜色渐变过程明显,这有利于学生的观察,而在检验司机酒
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后驾驶的时候,我们希望反应可以在快速的时间内完成。因此本实验的两个最佳条件的判断标准是:颜色渐变过程明显;反应快速进行。通过改变溶液的浓度以及体积比来探究不同条件下的反应现象,记录实验现象,由此探究适合不同应用的最佳条件。
三、相关资料查阅综述
在硫酸介质中,乙醇可定量被重铬酸钾氧化,生成蓝绿色的二价铬。乙醇被氧化的两个过程用化学方程式表示如下:
4C2H5OH +K2Cr207+3H2SO4?4CH3CHO
+K2SO4+2CrSO4+7H20
4CH3CHO +K2Cr207+3H2SO4?4CH3COOH
+K2S04+2CrSO4+3H20
该反应比较灵敏,可用以鉴别司机是否酒后驾车。一般的酒精检测器里面填充的是经过硫酸处理的重铬酸钾硅胶。在很多的模拟实验中,我们一般采用70%的浓硫酸以及2&重铬酸钾溶液和乙醇溶液反应。
目前已有学者进行一系列的对比实验,研究发现15,的重铬酸钾溶液和浓硫酸体积比达到1:1时,实验效果较好。
基于以上的文献,我们小组分别设定了硫酸浓度为30%、50%、70%、98%以及重铬酸钾溶液浓度为1%、2%、15%的不同体积比的混合重铬酸钾酸性溶液,分别向其中加入等量的乙醇溶液,观察溶液的颜色变化。
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四、实验设计方案 1. 实验药品与仪器
药品:浓硫酸 乙醇溶液 重铬酸钾 仪器:烧杯 试管 滴管 量筒 天平 2. 实验步骤 配制溶液
1) 分别配制质量分数为30%、50%、70%、98%硫酸溶液100mL; 2) 分别配制1%、2, 和15%的重铬酸钾溶液100 mL; 3) 乙醇溶液20mL。 反应过程
4) 用10mL的量筒分别量取2mL1, 的重铬酸钾溶液与1-4号试管中。 5) 按表1分别取不同体积的30%硫酸溶液加于试管中。
6) 观察各试管的现象,记录实验,振荡,观察其变化,记录实验现象。(同时
录像并且拍照)
7) 按照上面的实验操作,改变硫酸溶液或者重铬酸钾溶液的浓度,进行实验,
观察并记录实验现象。
8) 由于在配制15%的重铬酸钾溶液的过程中,发现15%的重铬酸钾溶液过饱和,
溶于热水中,但是当温度降低的时候,重铬酸钾晶体不断析出,这说明过浓的重铬酸钾溶液不适合此实验。
9) 在混合重铬酸钾与98%的硫酸溶液的时候,发现有大量的热放出,甚至有炸
裂试管的危险,这也说明过浓的浓硫酸不适合这个实验,
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因此也将其排除。 10) 具体实验记录如下:
表1 30%硫酸溶液和1, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表2 50%硫酸溶液和1, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表3 70%硫酸溶液和1, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表4 30%硫酸溶液和2, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
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振荡后 振荡放置3min后
表6 50%硫酸溶液和1,
的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
震荡后 振荡放置3min后
表5 70%硫酸溶液和2, 的重铬酸钾溶液
加入乙醇 静置20后
震荡1 振荡放置1min后
五、实验分析
由以上的实验现象和实验记录中,我们分析得出:
1. 当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为2%时,实验的反应现象变化比较快,
在滴入乙醇的时候可以看到溶液明显从浅绿色变成蓝色,
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同时溶液由浅绿变成浅蓝再变成深蓝色有比较清晰的变化过程,在硫酸溶液与重铬酸钾溶液体积比为1:1和2:3时,实验效果最明显。
2. 当硫酸溶液为50%,重铬酸钾浓度为2%时,实验的反应现象相对比较理想,
尤其是在硫酸溶液与重铬酸钾溶液体积比为1:1时,溶液从反应速率和颜色渐变过程都很理想。
3. 当硫酸溶液浓度为30%,重铬酸钾浓度为2%时,反应非常缓慢,颜色变化很
缓慢。
4. 当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为1%时,反应速度相对比较快,但是
颜色的变化不够明显。
5. 当硫酸溶液浓度为30%或者50%,重铬酸钾浓度为1%时,反应非常缓慢,颜
色变化很缓慢。
6. 当硫酸浓度为98%时,混合重铬酸钾以及硫酸溶液时,放出大量的热,试管
有炸裂的危险,因此不适合用于做此实验。当重铬酸钾溶液浓度为15%时,重铬酸钾溶液过饱和,溶于热水中,但是当温度降低的时候,重铬酸钾晶体不断析出,这说明过浓的重铬酸钾溶液不适合此实验。
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7. 溶液放置一段时间后,蓝色会变深,查阅相关文献[4]:二价铬离子的氧化
物和卤化物能稳定存在,二价铬化合物具有较强的还原性,在水溶液中,二
价铬离子与水形成络合物,呈蓝色。因此溶液放置一段时间后变成的蓝色是二价铬离子的络合物。这在最初的文献结果上作出的进一步的补充。这也是为什么最后溶液会变成了蓝色的原因。
六、实验结论
由以上的分析可知,当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为2%时,实验反应速率较快,反应现象明显。当硫酸溶液与重铬酸钾溶液的体积比为1:1时,实验反应速率非常快,但颜色渐变效果略差,此比例更适合于检验司机酒后驾驶。当硫酸溶液与重铬酸钾溶液的体积比为2:3或者1:2时,颜色渐变明显,速率适中。这个浓度适合于演示实验和检验司机酒后驾驶。另外,硫酸溶液浓度为50%,重铬酸钾浓度为2%,两者体积比为1:1时,反应现象颜色渐变过程明显,速率也相对比较快,适合于课堂的演示实验。有一点需要提出的时,在课堂演示实验中,加入乙醇溶液后,不必马上振荡,可以观察到很明显的颜色变化过程,待1-2min后再振荡,可以观察到试管溶液全部变成蓝色。 以上实验结论与郝金
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良
[1]的实验结果相吻合。
在此过程中,六价铬离子变成了二价铬离子,其中二价铬离子不稳定,容易与水形成蓝色络合物,这在最初的文献结果上作出的进一步的补充。这也是为什么最后溶液会变成了蓝色的原因。
七、实验拓展
化学是一门以实验为基础的学科。课堂教学中,演示实验是课堂教学的重要组成部分。它不仅直观、容易理解,说服力强,而且可以调动学生积极思维,激发学生的学习兴趣。现行普通高中高中课程标准实验教科书(化学必修2,第78页)在讲述乙醇性质时,提到了酒后驾驶检测仪。这部分内容没有演示实验,不仅教师讲授觉得空洞,学生也很难理解。
司机酒后驾驶汽车容易肇事,不仅给国家、集体或个人的财产带来损失, 而且还会给他人和自己的家庭造成不幸交通警察为了避免这种严重地行车违章现象, 通常使用司机酒后开车检测仪对过路司机进行检查。根据中华人民共和国车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阀值与检验标准如下:
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郝金良[1]的实验探究表明,将70, 的硫酸溶液和2, 的
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重铬酸钾溶液按1:2一l:3的体积比混合得到―强酸性的重铬酸钾溶液‖,取这种溶液2 mL,另取一试管加入0(5 mL(10滴)乙醇,在酒精灯上稍加热使之汽化,然后用吸管吸取乙醇蒸气,再将蒸气挤入重铬酸钾溶液中(约需2吸管),同样能逐渐看到出现蓝绿色的过程。该反应比较灵敏,可用于鉴别司机是否酒后驾车。
在实际操作中,其方法是[3]:让司机呼出的气体接触载有经过硫酸处理过的强氧化剂三氧化铬的硅胶(具体方法在5毫升1:5稀硫酸中加入2克三氧化铬晶体制成桔黄色的透明溶液, 然后用滴管将该溶液逐滴加入5毫升20%的硅酸钠溶液中, 当出现白色沉淀时, 慢慢滴加, 边加边振荡, 可得到黄色的硅胶, 并将其附在一种特制的纸面上), 如果呼出的气体中含有酒精蒸气, 遇到三氧化铬就会被氧化成乙醛, 三氧化铬同时被还原成硫酸铬用硫酸处理过的三氧化铬是桔黄色的, 而硫酸铬是蓝绿色的,通过这种特制的硅胶的颜色变化, 交通警察就可准确无误地判断出汽车司机是否喝过酒, 然后做出相应的处理。
由于各方面条件的限制,一般学校没有这种精密的仪器,为了满足教学上的需要,我们自制了简易的酒后驾驶检测仪,以下就是简易―酒后驾驶检测仪‖的制作。
1、制作原理
交通法规定严禁酒后驾车。课本上介绍了一种简便的检测
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是否喝酒的方法,是让驾车人呼出的气体接触含有经硫酸酸化处理的强氧化剂(CrO3)的硅胶,
如果呼出的气体含乙醇蒸气,乙醇会被氧化成乙醛(CH3CHO),同时橙红色CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。教材对该实验介绍过于笼统,不易成功。经
改进,可用重铬酸钾代替三氧化铬做这个实验。
经过实验探究,这样操作较好:将70%的硫酸溶液和2%的重铬酸钾溶液按
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1:2的体积比混合得到―强酸性的重铬酸钾溶液‖,取这种溶液2ml,滴加2滴乙醇,不必振荡,就能观察到自上而下逐渐出现蓝绿色的Cr2+的全过程,演示效果好。该反应比较灵敏,可用以鉴别司机是否酒后驾车。
2、实验材料
盛淀粉碘化钾试纸的方形塑料包装盒; 盛眼镜护理剂的喷瓶; 优乐美奶茶的吸管;
乳胶管; 气唧; 脱脂棉; 酸性重铬酸钾溶液; 白酒。
3、制作过程
在吸管粗端放入酒精棉球,用胶管连接到气即出气管,吸管另一端插到方形塑料包装盒即可。
4、使用方法
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在方形塑料盒里倒入2ml酸性重铬酸钾溶液,把白酒喷洒到一小撮脱脂棉上,把酒精棉球放在吸管粗端,用胶管连接到气唧上,用气唧缓缓鼓入空气,把酒精蒸气赶到酸性重铬酸钾溶液里,观察现象。
5、实验效果
1) 用气唧鼓入空气或用嘴呼气带走棉球上的酒精蒸气模拟实际喝酒检验,更科
学、文明。
2) 增加反应物硫酸的浓度,提高了实验的实效性,实验仪器、药品用量少,操
作简单,实验时间短,现象清晰有趣,灵敏度高,富有启发性
3) 充分利用试纸包装盒、吸管等废弃材料,变废为宝,取材容易,成本低廉,
制作简单,携带方便。该装置可反复使用,只需要更换酸性重铬酸钾溶液,特别适合几个平行班做演示实验用,也便于开展互动,效果很好。
4) 安全问题是关系到民生的大问题,酒后驾驶威胁到行人安全,通过酒后驾驶
检测实验,能培养学生的法律意识和道德意识,增强民族自尊心和社会责任感。
5) 能激发学生学习化学的兴趣,培养学生运用化学的视觉
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观察生活和解决实际
问题的能力以及创新实践能力。
参考文献
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[1] 郝金良 汪霞. 重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应的实验探究[J]. 中学化学. 2009(1)
[2] 戴兴德 张小林. 醇类氧化实验最佳条件探讨[J]. 实验与创新思维. 2005(5)
[3] 齐俊林 刘占良. 乙醇的定性检验与司机酒后开车检测仪[J]. 化学教育. 1996(11)
[4] 大连理工大学无机化学教研室编.
版社,2006.5 P565
无机化学(第五版). 北京:高等教育出14
第三篇
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
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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:B
1 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2 mL,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,受到了同事的肯定与好评。
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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: 94.1 g/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对此实验进行一系列的对比实验,其研究结果各有不同。
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
26
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。
(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。
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(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.
[3]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学.无机化学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1992:855.
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范文二:探究乙醇与酸性重铬酸钾溶液的反应
探究乙醇与酸性重铬酸钾溶液的反应
实验目的:学会中学化学实验中探究性实验设计的一般过程与方法。
实验要求:自行发现实验探究问题; 自行设计探究性实验方案;
实验实施与实验问题发现及记录; 实验报告与分析。
实验设计方案: 一、探究问题的提出
现行普通高中课程标准实验教科书,化学“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的氧化,说明乙醇具有一定的还原性。这是新教材增加的演示实验。同时,最开始用于检查汽车酒后驾驶也是利用了这个反应的原理。在教材里,该实验介绍比较笼统,只是粗略的说了乙醇在重铬酸钾的酸性溶液中会变成蓝绿色,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。因此本小组成员想通过实验探究重铬酸钾最佳浓度以及酸性溶液的最佳浓度,检验所加硫酸的量对实验现象有何影响。由此得出实验的最佳反应条件。
二、问题解决设想
查阅相关文献,探究在硫酸浓度分别为30%、50%、70%、98%和重铬酸钾浓度分别为1%、2%以及15%的条件下,乙醇溶液与重铬酸钾酸性溶液反应的现象。鉴于在演示实验中,我们希望当乙醇溶液与重铬酸钾酸性溶液反应的时候,颜色渐变过程明显,这有利于学生的观察,而在检验司机酒后驾驶的时候,我们希望反应可以在快速的时间内完成。因此本实验的两个最佳条件的判断标准是:颜色渐变过程明显;反应快速进行。通过改变溶液的浓度以及体积比来探究不同条件下的反应现象,记录实验现象,由此探究适合不同应用的最佳条件。
三、相关资料查阅综述
在硫酸介质中,乙醇可定量被重铬酸钾氧化,生成蓝绿色的二价铬。乙醇被氧化的两个过程用化学方程式表示如下:
4C2H5OH +K2Cr207+3H2SO4→4CH3CHO +K2SO4+2CrSO4+7H20 4CH3CHO +K2Cr207+3H2SO4→4CH3COOH +K2S04+2CrSO4+3H20
该反应比较灵敏,可用以鉴别司机是否酒后驾车。一般的酒精检测器里面填充的是经过硫酸处理的重铬酸钾硅胶。在很多的模拟实验中,我们一般采用70%的浓硫酸以及2&重铬酸钾溶液和乙醇溶液反应。
目前已有学者进行一系列的对比实验,研究发现15%的重铬酸钾溶液和浓硫酸体积比达到1:1时,实验效果较好。
基于以上的文献,我们小组分别设定了硫酸浓度为30%、50%、70%、98%以及重铬酸钾溶液浓度为1%、2%、15%的不同体积比的混合重铬酸钾酸性溶液,分别向其中加入等量的乙醇溶液,观察溶液的颜色变化。
四、实验设计方案 1. 实验药品与仪器
药品:浓硫酸 乙醇溶液 重铬酸钾 仪器:烧杯 试管 滴管 量筒 天平 2. 实验步骤 配制溶液
1) 分别配制质量分数为30%、50%、70%、98%硫酸溶液100mL; 2) 分别配制1%、2% 和15%的重铬酸钾溶液100 mL; 3) 乙醇溶液20mL。 反应过程
4) 用10mL的量筒分别量取2mL1% 的重铬酸钾溶液与1-4号试管中。 5) 按表1分别取不同体积的30%硫酸溶液加于试管中。
6) 观察各试管的现象,记录实验,振荡,观察其变化,记录实验现象。(同时
录像并且拍照)
7) 按照上面的实验操作,改变硫酸溶液或者重铬酸钾溶液的浓度,进行实验,
观察并记录实验现象。
8) 由于在配制15%的重铬酸钾溶液的过程中,发现15%的重铬酸钾溶液过饱和,
溶于热水中,但是当温度降低的时候,重铬酸钾晶体不断析出,这说明过浓的重铬酸钾溶液不适合此实验。
9) 在混合重铬酸钾与98%的硫酸溶液的时候,发现有大量的热放出,甚至有炸
裂试管的危险,这也说明过浓的浓硫酸不适合这个实验,因此也将其排除。 10) 具体实验记录如下:
表1 30%硫酸溶液和1% 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表2 50%硫酸溶液和1% 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表3 70%硫酸溶液和1% 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表4 30%硫酸溶液和2% 的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振荡后 振荡放置3min后
表6 50%硫酸溶液和 1%
的重铬酸钾溶液
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
震荡后 振荡放置3min后
表5 70%硫酸溶液和2% 的重铬酸钾溶液
加入乙醇 静置20后
震荡1 振荡放置1min后
五、实验分析
由以上的实验现象和实验记录中,我们分析得出:
1. 当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为2%时,实验的反应现象变化比较快,
在滴入乙醇的时候可以看到溶液明显从浅绿色变成蓝色,同时溶液由浅绿变成浅蓝再变成深蓝色有比较清晰的变化过程,在硫酸溶液与重铬酸钾溶液体积比为1:1和2:3时,实验效果最明显。
2. 当硫酸溶液为50%,重铬酸钾浓度为2%时,实验的反应现象相对比较理想,
尤其是在硫酸溶液与重铬酸钾溶液体积比为1:1时,溶液从反应速率和颜色渐变过程都很理想。
3. 当硫酸溶液浓度为30%,重铬酸钾浓度为2%时,反应非常缓慢,颜色变化很
缓慢。
4. 当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为1%时,反应速度相对比较快,但是
颜色的变化不够明显。
5. 当硫酸溶液浓度为30%或者50%,重铬酸钾浓度为1%时,反应非常缓慢,颜
色变化很缓慢。
6. 当硫酸浓度为98%时,混合重铬酸钾以及硫酸溶液时,放出大量的热,试管
有炸裂的危险,因此不适合用于做此实验。当重铬酸钾溶液浓度为15%时,重铬酸钾溶液过饱和,溶于热水中,但是当温度降低的时候,重铬酸钾晶体不断析出,这说明过浓的重铬酸钾溶液不适合此实验。
7. 溶液放置一段时间后,蓝色会变深,查阅相关文献[4]:二价铬离子的氧化
物和卤化物能稳定存在,二价铬化合物具有较强的还原性,在水溶液中,二
价铬离子与水形成络合物,呈蓝色。因此溶液放置一段时间后变成的蓝色是二价铬离子的络合物。这在最初的文献结果上作出的进一步的补充。这也是为什么最后溶液会变成了蓝色的原因。
六、实验结论
由以上的分析可知,当硫酸溶液浓度为70%,重铬酸钾浓度为2%时,实验反应速率较快,反应现象明显。当硫酸溶液与重铬酸钾溶液的体积比为1:1时,实验反应速率非常快,但颜色渐变效果略差,此比例更适合于检验司机酒后驾驶。当硫酸溶液与重铬酸钾溶液的体积比为2:3或者1:2时,颜色渐变明显,速率适中。这个浓度适合于演示实验和检验司机酒后驾驶。另外,硫酸溶液浓度为50%,重铬酸钾浓度为2%,两者体积比为1:1时,反应现象颜色渐变过程明显,速率也相对比较快,适合于课堂的演示实验。有一点需要提出的时,在课堂演示实验中,加入乙醇溶液后,不必马上振荡,可以观察到很明显的颜色变化过程,待1-2min后再振荡,可以观察到试管溶液全部变成蓝色。 以上实验结论与郝金良
[1]的实验结果相吻合。
在此过程中,六价铬离子变成了二价铬离子,其中二价铬离子不稳定,容易与水形成蓝色络合物,这在最初的文献结果上作出的进一步的补充。这也是为什么最后溶液会变成了蓝色的原因。
七、实验拓展
化学是一门以实验为基础的学科。课堂教学中,演示实验是课堂教学的重要组成部分。它不仅直观、容易理解,说服力强,而且可以调动学生积极思维,激发学生的学习兴趣。现行普通高中高中课程标准实验教科书(化学必修2,第78页)在讲述乙醇性质时,提到了酒后驾驶检测仪。这部分内容没有演示实验,不仅教师讲授觉得空洞,学生也很难理解。
司机酒后驾驶汽车容易肇事,不仅给国家、集体或个人的财产带来损失, 而且还会给他人和自己的家庭造成不幸交通警察为了避免这种严重地行车违章现象, 通常使用司机酒后开车检测仪对过路司机进行检查。根据中华人民共和国车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阀值与检验标准如下:
郝金良实验探究表明,将70% 的硫酸溶液和2% 的重铬酸钾溶液按1:2一l:3的体积比混合得到“强酸性的重铬酸钾溶液”,取这种溶液2 mL,另取一试管加入0.5 mL(10滴)乙醇,在酒精灯上稍加热使之汽化,然后用吸管吸取乙醇蒸气,再将蒸气挤入重铬酸钾溶液中(约需2吸管),同样能逐渐看到出现蓝绿色的过程。该反应比较灵敏,可用于鉴别司机是否酒后驾车。
在实际操作中,其方法是[3]:让司机呼出的气体接触载有经过硫酸处理过的强氧化剂三氧化铬的硅胶(具体方法在5毫升1:5稀硫酸中加入2克三氧化铬晶体制成桔黄色的透明溶液, 然后用滴管将该溶液逐滴加入5毫升20%的硅酸钠溶液中, 当出现白色沉淀时, 慢慢滴加, 边加边振荡, 可得到黄色的硅胶, 并将其附在一种特制的纸面上), 如果呼出的气体中含有酒精蒸气, 遇到三氧化铬就会被氧化成乙醛, 三氧化铬同时被还原成硫酸铬用硫酸处理过的三氧化铬是桔黄色的, 而硫酸铬是蓝绿色的,通过这种特制的硅胶的颜色变化, 交通警察就可准确无误地判断出汽车司机是否喝过酒, 然后做出相应的处理。
由于各方面条件的限制,一般学校没有这种精密的仪器,为了满足教学上的需要,我们自制了简易的酒后驾驶检测仪,以下就是简易“酒后驾驶检测仪”的制作。
1、制作原理
交通法规定严禁酒后驾车。课本上介绍了一种简便的检测是否喝酒的方法,是让驾车人呼出的气体接触含有经硫酸酸化处理的强氧化剂(CrO3)的硅胶,
如果呼出的气体含乙醇蒸气,乙醇会被氧化成乙醛(CH3CHO),同时橙红色CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。教材对该实验介绍过于笼统,不易成功。经
改进,可用重铬酸钾代替三氧化铬做这个实验。
经过实验探究,这样操作较好:将70%的硫酸溶液和2%
的重铬酸钾溶液按
1:2的体积比混合得到“强酸性的重铬酸钾溶液”,取这种溶液2ml,滴加2滴乙醇,不必振荡,就能观察到自上而下逐渐出现蓝绿色的Cr2+的全过程,演示效果好。该反应比较灵敏,可用以鉴别司机是否酒后驾车。
2、实验材料
盛淀粉碘化钾试纸的方形塑料包装盒; 盛眼镜护理剂的喷瓶; 优乐美奶茶的吸管;
乳胶管; 气唧; 脱脂棉; 酸性重铬酸钾溶液; 白酒。
3、制作过程
在吸管粗端放入酒精棉球,用胶管连接到气即出气管,吸管另一端插到方形塑料包装盒即可。
4、使用方法
在方形塑料盒里倒入2ml酸性重铬酸钾溶液,把白酒喷洒到一小撮脱脂棉上,把酒精棉球放在吸管粗端,用胶管连接到气唧上,用气唧缓缓鼓入空气,把酒精蒸气赶到酸性重铬酸钾溶液里,观察现象。
5、实验效果
1) 用气唧鼓入空气或用嘴呼气带走棉球上的酒精蒸气模拟实际喝酒检验,更科
学、文明。
2) 增加反应物硫酸的浓度,提高了实验的实效性,实验仪器、药品用量少,操
作简单,实验时间短,现象清晰有趣,灵敏度高,富有启发性
3) 充分利用试纸包装盒、吸管等废弃材料,变废为宝,取材容易,成本低廉,
制作简单,携带方便。该装置可反复使用,只需要更换酸性重铬酸钾溶液,特别适合几个平行班做演示实验用,也便于开展互动,效果很好。
4) 安全问题是关系到民生的大问题,酒后驾驶威胁到行人安全,通过酒后驾驶
检测实验,能培养学生的法律意识和道德意识,增强民族自尊心和社会责任感。
5) 能激发学生学习化学的兴趣,培养学生运用化学的视觉观察生活和解决实际
问题的能力以及创新实践能力。
范文三:探究乙醇与酸性重铬酸钾溶液的反应
探究乙醇酸性重铬酸铬溶液的反铬与
铬铬目的,中化铬铬中探究性铬铬铬铬的一般铬程方法。学会学学与
铬铬要求,自行铬铬铬铬探究铬铬~ 自行铬铬探究性铬铬方案~
铬铬铬施铬铬铬铬铬铬及铬铬~ 铬铬铬告分析。与与
铬铬铬铬方案,
一、探究铬铬的提出
铬行普通高中铬程铬准铬铬科铬~化“有机化基铬”教学学(铬修5)~第52铬铬铬3-
2~介铬了乙醇被酸性重铬酸铬溶液的化~铬明乙醇具有一定的铬原性。铬是新材氧教
增加的演示铬铬。同铬~最铬始用于铬铬汽铬酒后铬铬也是利用了铬反铬的原理。在材个教里~铬铬铬介铬比铬铬铬~只是粗略的铬了乙醇在重铬酸铬的酸性溶液中铬成铬铬色~铬于会重铬酸铬溶液铬度以及酸性溶液的铬度有铬铬的介铬。因此本小铬成铬想通铬铬铬探究重铬没
酸铬最佳铬度以及酸性溶液的最佳铬度~铬铬所加硫酸的量铬铬铬铬象有何影。由此得响出铬铬的最佳反铬件。条
二、铬铬解铬想决
铬铬相铬文~探究在硫酸铬度分铬铬献30%、50%、70%、98%和重铬酸铬铬度分铬铬
1%、2%以及15%的件下~乙醇溶液重铬酸铬酸性溶液反铬的铬象。铬于在演示铬条与
铬中~我铬希望乙醇溶液重铬酸铬酸性溶液反铬的铬候~铬色铬铬铬程明铬~铬有利于当与
学内生的铬察~而在铬铬司机酒后铬铬的铬候~我铬希望反铬可以在快速的铬铬完成。因
此本铬铬的最佳件的判铬准是,铬色铬铬铬程明铬~反铬快速铬行。通铬改铬溶液两个条断
的铬度以及铬比探究不同件下的反铬铬象~铬铬铬铬铬象~由此探究适合不同铬用体来条
的最佳件。条
三、相铬铬料铬铬铬述
在硫酸介铬中~乙醇可定量被重铬酸铬化~生成铬铬色的二价铬。乙醇被化氧氧
的铬程用化方程式表示如下,两个学
4CHOH +KCr0+3HSO?4CHCHO +KSO+2CrSO+7H0252272432442
4CHCHO +KCr0+3HSO?4CHCOOH +KS0+2CrSO+3H0322724324421
铬反铬比铬敏~可用以铬铬司机是否酒后铬铬。一般的酒精铬铬器里面充的是铬铬灵填
硫酸铬理的重铬酸铬硅。在多的模铬铬铬中~我铬一般采用胶很70%的铬硫酸以及2&重铬酸铬溶液和乙醇溶液反铬。
目前已有者铬行一系列的铬比铬铬~究铬铬学研15,的重铬酸铬溶液和铬硫酸铬比体达到1,1铬~铬铬效果铬好。
基于以上的文~我铬小铬分铬铬定了硫酸铬度铬献30%、50%、70%、98%以及重铬酸铬溶液铬度铬1%、2%、15%的不同铬比的混合重铬酸铬酸性溶液~分铬向其中加体
入等量的乙醇溶液~铬察溶液的铬色铬化。
四、铬铬铬铬方案
1. 铬铬铬品铬器与
铬品,铬硫酸 乙醇溶液 重铬酸铬
铬器,铬杯 铬管 滴管 量筒 天平
2.铬铬步铬
配制溶液
1)分铬配制铬量分铬数30%、50%、70%、98%硫酸溶液100mL~2)分铬配制1%、2, 和15%的重铬酸铬溶液100 mL~3)乙醇溶液20mL。
反铬铬程
4)用10mL的量筒分铬量取2mL1, 的重铬酸铬溶液与1-4铬管中。号
5)按表1分铬取不同铬的体30%硫酸溶液加于铬管中。
6)铬察各铬管的铬象~铬铬铬铬~振铬~铬察其铬化~铬铬铬铬铬象。;同铬铬像且拍照,并7)按照上面的铬铬操作~改铬硫酸溶液或者重铬酸铬溶液的铬度~铬行铬铬~铬察铬铬铬铬并
铬象。
8)由于在配制15%的重铬酸铬溶液的铬程中~铬铬15%的重铬酸铬溶液铬铬和~溶于铬水
中~但是度降低的铬候~重铬酸铬晶不析出~铬铬明铬铬的重铬酸铬溶液不当温体断
适合此铬铬。
9)在混合重铬酸铬与98%的硫酸溶液的铬候~铬铬有大量的铬放出~甚至有炸裂铬管
的危铬~铬也铬明铬铬的铬硫酸不适合铬铬铬~因此也其排除。个将
10)具铬铬铬铬如下,体
2
表1 30%硫酸溶液和1, 的重铬酸铬溶液
铬管号1234
体铬比1,12,31,21,3
30%硫酸溶液/mL2222
1,的重铬酸铬溶液/ml2346
乙醇溶液/滴10101010
铬铬铬象溶液上铬铬成溶液上铬铬成溶液上铬铬成溶液上铬铬成
了铬色~铬浅了铬色~铬浅了铬色~铬浅了铬色~铬浅
色铬化非常铬色铬化非常铬色铬化非常铬色铬化非常铬
慢。振铬静慢。振铬静慢。振铬静慢。振铬静
置3min后~置3min后~置3min后~置3min后~
铬成了铬色。铬成了铬色。铬成了铬色。铬成了铬色。
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振铬后 振铬放置3min后
表2 50%硫酸溶液和1, 的重铬酸铬溶液
铬管号1234
3
体铬比1,12,31,21,3
50%硫酸溶液/mL2222
1, 的重铬酸铬溶液/ml2346
乙醇溶液/滴10101010
铬铬铬象溶液上铬快很溶液上铬快很溶液上铬快很溶液上铬快很
由铬色铬成铬浅由铬色铬成铬浅由铬色铬成铬浅由铬色铬成铬浅
色~中铬铬铬铬浅色~中铬铬铬铬浅色~中铬铬铬铬浅色~下铬铬橙铬
色~下铬铬橙铬色~下铬铬橙铬色~下铬铬橙铬色。振铬后铬成
色。振铬后铬成色。振铬后铬成色。振铬后铬成浅铬色~放置
浅铬色。浅铬色。浅铬色。2min后铬成铬
色。
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振铬后 振铬放置3min后
表3 70%硫酸溶液和1, 的重铬酸铬溶液
铬管号1234
体铬比1,12,31,21,3
4
70%硫酸溶液铬体/mL2222
1, 的重铬酸铬溶液/ml2346
乙醇溶液/滴10101010
铬铬铬象溶液上铬铬溶液上铬铬震铬后溶震铬后溶
成了铬浅成了铬浅液全部铬液全部铬
色~快很色~快很成铬铬色~成铬铬色~
铬成铬色浅铬成铬色浅放置3min放置3min
震铬后溶震铬后溶铬铬成铬浅铬铬成铬浅
液全部铬液全部铬色。色。
成铬色浅。成铬色浅。
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振铬后 振铬放置3min后
表4 30%硫酸溶液和2, 的重铬酸铬溶液
铬管号1234
体铬比1,12,31,21,3
30%硫酸溶液铬体/mL2222
2, 的重铬酸铬溶液/ml2346
5
乙醇溶液/滴10101010
铬铬铬象溶液上铬铬溶液上铬铬溶液上铬铬溶液上铬铬
成了铬浅成了铬浅成了铬浅成了铬浅
色~慢慢色~铬色铬色~铬色铬色~铬色铬
铬成铬色~化非常铬化非常铬化非常铬
铬色铬化非慢。振铬慢。振铬慢。振铬
常铬慢。静置振铬静置振铬静置振铬
振铬置静后慢慢由后慢慢游后慢慢游
振铬后慢铬色铬成铬铬色铬成铬铬色铬成铬
慢由铬色铬色。色。色。
成铬色。
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
振铬后 振铬放置3min后
表6 50%硫酸溶液和 1%的重铬酸铬溶液
6
铬管号1234
体铬比1,12,31,21,3
50%硫酸溶液铬体/mL2222
2, 的重铬酸铬溶液/ml2346
乙醇溶液/滴10101010
铬铬铬象最铬始铬铬色~最铬始铬铬色~最铬始铬铬色~最铬始铬铬色~
很快铬成铬色~很快最上面很快最上面很快最上面
下面铬橙铬色~的铬铬铬色~中的铬铬铬色~中的铬铬铬色~中
振铬后~立即铬铬铬色~下面铬铬铬色~下面铬铬铬色~下面
铬成铬色。铬橙铬色。振铬铬橙铬色。震铬铬橙铬色。震铬
后立铬成铬即后慢慢铬成铬后慢慢铬成铬
色。色。色。
加入乙醇5s后 加入乙醇40s后
震铬后 振铬放置3min后
7
表5 70%硫酸溶液和2, 的重铬酸铬溶液
铬管号1234
体铬比1,12,31,21,3
70%硫酸溶液铬体/mL2222
2, 的重铬酸铬溶液/ml2346
乙醇溶液/滴10101010
铬铬铬象最铬始铬铬色~最铬始铬铬色~最铬始铬铬色~最铬始铬铬色~
很快铬成铬色~很快最上面很快最上面很快最上面
下面铬橙铬色~的铬铬铬色~中的铬铬铬色~中的铬铬铬色~中
振铬后~立铬铬铬色~下面铬铬铬色~下面铬铬铬色~下面
即铬成铬色。铬橙铬色。振铬铬橙铬色。震铬铬橙铬色。震铬
后立铬成铬即后慢慢铬成铬后慢慢铬成铬
色。色。色。
加入乙醇 置静20后
震铬1 振铬放置1min后五、铬铬分析
由以上的铬铬铬象和铬铬铬铬中~我铬分析得出,
8
1.当硫酸溶液铬度铬70%~重铬酸铬铬度铬2%铬~铬铬的反铬铬象铬化比铬快~在滴入乙醇
的铬候可以看到溶液明铬铬色铬成铬色~同铬溶液由铬铬成铬再铬成深铬色有从浅浅浅
比铬的铬化铬程~在硫酸溶液重铬酸铬溶液铬比铬清晰与体1:1和2:3铬~铬铬效果最
明铬。
2.当硫酸溶液铬50%~重铬酸铬铬度铬2%铬~铬铬的反铬铬象相铬比铬理想~尤其是在硫
酸溶液重铬酸铬溶液铬比铬与体1:1铬~溶液反铬速率和铬色铬铬铬程都理想。从很
3.当硫酸溶液铬度铬30%~重铬酸铬铬度铬2%铬~反铬非常铬慢~铬色铬化铬慢。很
4.当硫酸溶液铬度铬70%~重铬酸铬铬度铬1%铬~反铬速度相铬比铬快~但是铬色的铬化
不铬明铬。
5.当硫酸溶液铬度铬30%或者50%~重铬酸铬铬度铬1%铬~反铬非常铬慢~铬色铬化铬很
慢。
6.当硫酸铬度铬98%铬~混合重铬酸铬以及硫酸溶液铬~放出大量的铬~铬管有炸裂
的危铬~因此不适合用于做此铬铬。重铬酸铬溶液铬度铬当15%铬~重铬酸铬溶液铬铬和~
溶于铬水中~但是度降低的铬候~重铬酸铬晶不析出~铬铬明铬铬的重铬酸当温体断
铬溶液不适合此铬铬。
7.溶液放置一段铬铬后~铬色铬深~铬铬相铬文会献[4],二价铬子的化物和铬化物离氧
能铬定存在~二价铬化合物具有铬强的铬原性~在水溶液中~二价铬子水形离与
成铬合物~呈铬色。因此溶液放置一段铬铬后铬成的铬色是二价铬子的铬合物。离铬
在最初的文铬果上作出的铬一步的铬充。铬也是铬献会什铬最后溶液铬成了铬色的
原因。
六、铬铬铬铬
由以上的分析可知~硫酸溶液铬度铬当70%~重铬酸铬铬度铬2%铬~铬铬反铬速率铬快~反铬铬象明铬。硫酸溶液重铬酸铬溶液的铬比铬当与体1:1铬~铬铬反铬速率非常快~但铬色铬铬效果略差~此比例更适合于铬铬司机酒后铬铬。硫酸溶液重铬酸铬溶液的当与
体铬比铬2:3或者1:2铬~铬色铬铬明铬~速率适中。铬铬度适合于演示铬铬和铬铬司机酒个
后铬铬。另外~硫酸溶液铬度铬50%~重铬酸铬铬度铬2%~者铬比铬两体1:1铬~反铬铬象铬色铬铬铬程明铬~速率也相铬比铬快~适合于铬堂的演示铬铬。有一点需要提出的铬~在铬堂演示铬铬中~加入乙醇溶液后~不必铬上振铬~可以铬察到明铬的铬色铬化铬程~很待9
1-2min后再振铬~可以铬察到铬管溶液全部铬成铬色。以上铬铬铬铬与郝金良[1]的铬铬铬果相吻合。
在此铬程中~六价铬子铬成了二价铬子~其中二价铬子不铬定~离离离与容易水形成铬色铬合物~铬在最初的文铬果上作出的铬一步的铬充。铬也是铬献会什铬最后溶液铬成了铬色的原因。
七、铬铬拓展
化是一铬以铬铬铬基铬的科。铬学学教学教学堂中~演示铬铬是铬堂的重要铬成部分。它学极学学不铬直铬、容易理解~铬服力强~而且可以铬铬生铬思铬~激铬生的铬铬趣。铬行普通高中高中铬程铬准铬铬科铬教(化学必修2~第78铬)在铬述乙醇性铬铬~提到了酒后铬铬铬铬铬。铬部分内没教学很容有演示铬铬~不铬铬铬授铬得空洞~生也铬理解。
司机酒后铬铬汽铬容易肇事,不铬铬国体个来家、集或人的铬铬铬铬失, 而且铬铬会他人和自己的家庭造成不幸交通警察铬了避免铬铬铬重地行铬铬章铬象, 通常使用司机酒后铬铬铬铬铬铬铬路司机铬行铬铬。根据中铬人民共和铬铬铬铬国气与人铬血液、呼酒精含量铬铬铬铬铬准如下,
郝将金良铬铬探究表明~70, 的硫酸溶液和2, 的重铬酸铬溶液按1,2一l,3的铬比混合得到“强酸性的重铬酸铬溶液”~取铬铬溶液体2 mL~取一铬管加另入0,5 mL(10滴)乙醇~在酒精上灯稍加铬使之汽化~然后用吸管吸取乙醇蒸气将气~再蒸铬入重铬酸铬溶液中(铬需2吸管)~同铬能逐铬看到出铬铬铬色的铬程。铬反铬比铬敏~可用于铬铬司机是否酒后铬铬。灵
在铬铬操作中~其方法是[3],铬司机呼出的气体触氧接铬有铬铬硫酸铬理铬的强化铬三化铬的硅氧胶(具方法在体5毫升1:5稀硫酸中加入2克三化铬晶制成氧体黄桔色的透明溶液, 然后用滴管铬溶液将逐滴加入5毫升20%的硅酸铬溶液中, 出铬当白色沉淀铬, 慢慢滴加, 铬加铬振铬, 可得到色的硅黄胶, 其并将附在一铬特制的铬面10
上), 如果呼出的中气体气含有酒精蒸, 遇到三化铬氧会氧就被化成乙铬, 三化铬氧同铬被铬原成硫酸铬用硫酸铬理铬的三化铬是氧黄桔色的, 而硫酸铬是铬铬色的~通铬铬铬特制的硅的铬色铬化胶, 交通警察就可准确断无铬地判出汽铬司机是否喝铬酒, 然后做出相铬的铬理。
由于各方面件的条学没教学限制~一般校有铬铬精密的铬器~铬了铬足上的需要~我铬自制了铬易的酒后铬铬铬铬铬~以下就是铬易“酒后铬铬铬铬铬”的制作。1、制作原理
交通法铬定铬禁酒后铬铬。铬本上介铬了一铬铬便的铬铬是否喝酒的方法~是铬铬铬人呼出的气体触氧接含有铬硫酸酸化铬理的强化铬;CrO,的硅~如果胶气体呼出的3
含乙醇蒸气会氧~乙醇被化成乙铬;CHCHO,~同铬橙铬色CrO被铬原成铬色的硫33酸铬[Cr(SO)]。材铬铬铬铬介铬铬于铬铬~不教氧易成功。铬改铬~可用重铬酸铬代替三化铬243
做铬铬铬。 个
铬铬铬铬探究~铬铬操作铬好,将70%的硫酸溶液和2%的重铬酸铬溶液按1,2的体铬比混合得到“强酸性的重铬酸铬溶液”~取铬铬溶液2ml~滴加2滴乙醇~不必振铬~就能铬察到自上而下逐铬出铬铬铬色的Cr2+的全铬程~演示效果好。铬反铬比铬灵敏~可用以铬铬司机是否酒后铬铬。
2、铬铬材料
盛淀粉碘装瓶奶化铬铬铬的方形塑料包盒~ 盛眼铬铬理铬的铬~ 铬铬美茶的吸管~乳胶气脱管~ 铬~ 脂棉~ 酸性重铬酸铬溶液~ 白酒。
3、制作铬程
在吸管粗端放入酒精棉球~用管铬胶气即气另插接到出管~吸管一端到方形塑料包盒装即可。
4、使用方法
在方形塑料盒里倒入2ml酸性重铬酸铬溶液~把白酒铬到一小洒脱撮脂棉上~把酒精棉球放在吸管粗端~用管铬胶气气气气赶接到铬上~用铬铬铬鼓入空~把酒精蒸到酸性重铬酸铬溶液里~铬察铬象。
5、铬铬效果
1)用铬气气气气学鼓入空或用嘴呼铬走棉球上的酒精蒸模铬铬铬喝酒铬铬~更科、文
明。
11
2)增加反铬物硫酸的铬度~提高了铬铬的铬效性~铬铬铬器、铬品用量少~操作铬铬~铬铬铬
铬短~铬象有清晰灵启趣~敏度高~富有铬性
3)充分利用铬铬包盒装弃宝、吸管等铬材料~铬铬铬~取材容易~成本低廉~制作铬
铬~携铬方便。铬置可反铬装几个使用~只需要更铬酸性重铬酸铬溶液~特铬适合
平行班做演示铬铬用~也便于铬展互铬~效果好。很
4)安全铬铬是铬系到民生的大铬铬~酒后铬铬威铬到行人安全~通铬酒后铬铬铬铬铬铬~能培铬
学会生的法律意铬和道德意铬~增强民族自尊心和社铬任感。 5)能激铬生铬化的铬学学学学运学决趣~培铬生用化的铬铬铬察生活和解铬铬铬铬的能力
以及铬新铬能践力。
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范文四:重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应的实验探究
重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应的实验探究
重铬酸钾酸性溶液和乙醇反应的实验探究 口罗世翠李铜
云南师范大学附中大理分校大理新世纪中学671000
现行普通高中课程标准实验教科书人教版 《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.但教材对该实验介绍过于笼 统,重铬酸钾溶液浓度是多少?配制其酸性溶液 又该加多少硫酸?按常规配制重铬酸钾或高锰酸 钾的酸性溶液,一般只要在溶液中加入少量稀硫 酸或数滴浓硫酸使其呈酸性即可.但是我们在试 管中取2mL常规配制的重铬酸钾酸性溶液,滴加 2,3滴95%乙醇,振荡后无任何现象发生. 为寻求氧化能力较强的重铬酸钾酸性溶液, 笔者查阅一些资料?",发现有不同的方法.根 据文献笔者配制了5种溶液(见表1),并测试了 其氧化能力.
表1重铬酸钾酸性溶液配制方法
推荐方法
1重铬酸钾酸性溶液氧化能力测定方法及比较 分别取按表l所示5种方法配制好的重铬酸 钾溶液各5mL,放置于5个50mL容量瓶中,加 蒸馏水至刻度.取各稀释液5mL置于5个碘量 瓶中,分别加碘化钾试液2mL,振荡,后用0.05 mol/L硫代硫酸钠标准液分别滴定至近终点时, 滴加淀粉指示剂数滴,继续滴定至蓝色消失.消
耗标准液量见表2.
从表2可知,笔者推荐的第五种方法氧化能 力明显高于其他各种方法.
表25种方法分别消耗0.05mol/LNa2S2O4标准液量fmL)
方法12345
标准液消耗量11.504.758.905.3413.90
2实验操作及现象
按第五种方法配制混合溶液,得到"强酸性 的重铬酸钾溶液",取这种溶液2mL,滴加5滴 95%乙醇,不必振荡,就能观察到白上而下逐渐出 现暗绿色的Cr"的全过程,演示效果较好. 重铬酸钾具有氧化性,反应实质是羟基被重 铬酸钾氧化成羧基,发生的是氧化还原反应,这也 表现出酒精具有一定的还原性.乙醇被氧化的化 学方程式:
3CHcHOH+2cr,0;(橙黄色)+16H
=4Cr"(绿色)+3CH3COOH+11H20 乙醇被重铬酸钾酸性溶液氧化的实验也可以 这样做:在一试管中取上述第五种方法配制的 "强酸性重铬酸钾溶液"2mL,另取一试管加入2 mL95%乙醇,在酒精灯上稍加热使之气化,然后 用吸管吸取95%乙醇蒸气,再将乙醇蒸气挤入重 铬酸钾溶液中,能清晰看到溶液出现暗绿色的全 过程.
新增加的这一实验也是化学接近社会和生活 的一个实例.
参考文献
1李广骥.输液的制备与临床.兰州人民出版社.1979 2南京药学院:药剂学.人民卫生出版社,1978
5济南部队后勤部卫生部:药局技术操作手册.山东科学技术出
版社.1982
4北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学.无机化学[M].
北京:高等教育出版社,1992
(收稿日期:2011-03.22)
?
34EducationalEquipmentAndExperimentVo1.27,No.9,2011
范文五:乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应变色问题的研究
乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应变色问题的研究
作者:李俊生
来源:《中学化学》2014年第06期
1.问题的提出
普通高中课程标准实验教科书《人教版》认为乙醇能够被酸性重铬酸钾溶液氧化产物为乙酸,同时给出了实验过程的彩图,但是反应过程的原理,实验现象的细节则没有详细说明,《苏教版》、《鲁教版》则没有提及乙醇和酸性重铬酸钾溶液反应的情况,而生物学生用书《分子与细胞》中说明了乙醇和酸性重铬酸钾反应,反应后溶液变为灰绿色,大学一般教材中认为乙醇能够被酸性重铬酸钾溶液氧化产物为乙酸,同时也给出反应前后的溶液变化为由橙色变成绿色,并且认为反应原理为:
3C2H5OH+K2Cr2O7+4H2SO4Cr2(SO4)3+K2SO4+3CH3CHO+7H2O
3C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO42Cr2(SO4)3+2K2SO4+3CH3COOH+11H2O
而一些期刊杂志认为重铬酸钾具有氧化性,反应实质是羟基被重铬酸钾氧化成羧基,发生的是氧化还原反应,这也表现出酒精具有一定的还原性,反应原理为:
3C2H5OH+2Cr2O2-7(橙黄色)+16H+
4Cr3+(绿色)+3CH3COOH+11H2O
也有的期刊研究认为重铬酸钾具有氧化性,反应实质是羟基被重铬酸钾氧化成羧基,发生的是氧化还原反应,这也表现出酒精具有一定的还原性,反应原理为
4C2H5OH+K2Cr2O7+3H2SO44CH3CHO+K2SO4+2CrSO4+7H2O
4CH3CHO +K2Cr2O7+3H2SO44CH3COOH +K2SO4+2CrSO4+3H2O
通过前面的分析可以发现,这些研究缺少反应机理的分析、实验过程的现象描述、实验现象的分析解释等问题,同时也看到个别研究结果有一定的差异。
2.乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应的研究
⑴实验研究
乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应的实验研究是非常重要的,我们期望通过实验的数据分析,实验现象的观察,更好的认识乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应的实质,实验记录见表1。表1乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应的实验现象硫酸的浓度重铬酸钾的浓度无水乙醇的量试剂加入试管的方式实验现象 2mL 30%硫酸溶液 2mL 1%重铬酸钾溶液 0.5 mL 重铬酸钾-硫酸-乙醇 溶液上层为浅绿色→
最后颜色变化不大 2mL 40%硫酸溶液 2mL 2%重铬酸钾溶液 0.5mL 重铬酸钾-硫酸-乙醇 溶液上层为浅绿色→最后为蓝色 2mL 60%硫酸溶液 2mL 2%重铬酸钾溶液 0.5mL 重铬酸钾-硫酸-乙醇 溶液上层为绿色→最后为蓝色 2mL 80%硫酸溶液 2mL 2%重铬酸钾溶液 0.5mL 重铬酸钾-硫酸-乙醇 溶液上层为绿色→最后为蓝色 说明⑴硫酸浓度越大绿色变为蓝色越快;硫酸浓度以及重铬酸钾浓度越小出现的浅绿色变为绿色越慢
⑵加入乙醇后振荡变蓝的速度很快,加入乙醇后不振荡变蓝的速度很慢
⑶浓度很小时,短时间浅绿色变化不大,长时间则变为淡淡的蓝色⑵理论研究
乙醇与酸性重铬酸钾的反应在理论上的研究应该从化学反应机理、反应产物存在的依据以及形式等方面进行深入的探讨,笔者认为应该从以下几个方面进行。
①乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应机理的研究
一般认为硫酸加入重铬酸钾溶液中会发生一系列的化学反应,首先生成三氧化铬,然后三氧化铬和水反应生成铬酸,有关反应如下:
K2Cr2O7+H2SO4K2SO4+2CrO3+H2O
CrO3+H2OH2CrO4
上述反应进行完毕后,酸性重铬酸钾溶液就配制完成,之后再加入乙醇,乙醇就会和铬酸进行反应,反应的机理如下:
CrOOCH3CH2OH+HOOHCrOOOCH3CH2OH+H2O
CrOOOCH3CH2OH+4H+CH3CHO+Cr(Ⅳ)+3H2O
Cr(Ⅳ)+Cr(Ⅵ)2Cr(Ⅴ)
Cr(Ⅴ)+CH3CH2OHCH3CHO+Cr(Ⅲ)+2H+
CH3CHO+Cr(Ⅴ)+H2OCH3COOH+Cr3++2H+
②乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应产物的存在形式分析
上面机理分析说明,乙醇与酸性重铬酸钾的反应后的产物为CH3COOH和Cr3+,乙酸是无色的,因此反应后溶液的颜色变化取决于Cr3+存在的形式,研究表明溶液的pH不同,Cr3+存在的形式也不同,Cr3+存在的形式随溶液的pH变化如图1所示。
图1不同pH 情况下Cr3+存在形式
图1表明Cr3+在一般的酸性溶液中并非全部是真正的Cr3+([Cr(H2O)6]3+),而是Cr3+和其水解产物的混合体,反应的离子方程式如下:
[Cr(H2O)6]3++H2O
[Cr(OH)(H2O)5]2++H+
而且进一步的研究表明水解产物还会进一步发生缩合反应,情况如下:
2[Cr(OH)(H2O)5]2+[Cr(H2O)4OHCr(H2O)4]4++2H2OOH
③ 乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应有关物质电极电位分析
根据乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应机理的研究,分析反应过程中所涉及物质的电极电位是判断有些物质是否存在的依据,也是可能生成物质是否存在的判断依据,所以乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应所涉及物质的电极电位是很重要的,具体情况如下:
Cr2O2-7+14H++6e-2Cr3++7H2O
φ=1.33 V
Cr3++e-Cr2+
φ= - 0.41V
2H++2e-H2
φ= 0V
CH3CH2OH-2e-CH3CHO+2H+
φ
CH3CHO+H2O-2e-CH3COOH+2H+
0.6V
CH3CH2OH+H2O-4e-
CH3COOH+4H+
0.8V
④极化理论下溶液中Cr3+以及Cr2+颜色的分析
晶体场理论认为溶液中的金属离子的颜色与金属离子的电子层结构、价态以及离子周围配位体的种类密切相关,在对称性晶体场中Cr2+([Cr(H2O)6]2+)呈现蓝色、Cr3+
([Cr(H2O)6]3+)呈现紫色,在溶液中由于两者存在水解,因此水溶液中真正的Cr2+、Cr3+是不存在的,这时两者在溶液中呈现的颜色应该是水解后形成新的离子的颜色,由于水解后,Cr2+、Cr3+水合离子中的水被一定的OH-取代,而OH-比H2O更易于极化,因此水解后离子的颜色将向长波方向移动,这和Fe3+[Fe (H2O)6]3+)是淡紫色,水解后变为黄色的[Fe(OH)(H2O)5]2+过程相类似。
3.对乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应实验问题的讨论
通过乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应机理的分析可以看出, Cr2O2-7的还原产物为Cr3+,反应的后续过程或一开始能不能有Cr2+生成呢,这可从反应过程中离子浓度的变化以及乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应有关物质电极电位看出Cr2+存在的可能性是很小的,因此笔者认为把Cr2O2-7的还原产物定为Cr2+是不准确的,之所以实验出现绿色到蓝色的变化,是由于反应开始生成Cr3+([Cr(H2O)6]3+),随后马上又开始水解,分析表明这种水解的主要产物为[Cr(OH)(H2O)5]2+,进而使溶液的颜色出现绿色到蓝色的变化,有研究表明水解的最终产物Cr(OH)3就是灰蓝的,这从一个侧面证明了绿色→蓝色与Cr3+的生成以及水解密切相关,而且加入乙醇后的振荡会加速水解的进行,因此不振荡和振荡在绿色→蓝色的速度上就产生了差别,当实验中酸性重铬酸钾溶液浓度很小时,这时Cr2O2-7还原产物Cr3+浓度也会很小,因此Cr3+水解生成的[Cr(OH)(H2O)5]2+等会更少,短时间对溶液颜色变化的影响不大。时间变长时,Cr3+水解生成的[Cr(OH)(H2O)5]2+等会多一些,这时对溶液的颜色就会有一些影响,这一过程可描述为如图2所示模式。
图2实验过程颜色变化的过程机理
4.对乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应实验问题的教学建议
作为高中教材(化学、生物)给出的乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应的实验,其中涉及的问题特别是实验现象的解释是高中化学教学中不能回避的问题,因此研究乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应的实验教学是非常重要的,从生物和化学关系看,化学教师更应该承担起研究的重任,从前面的研究看,笔者认为乙醇与酸性重铬酸钾溶液反应的实验教学要把握如下要点: ⑴该实验的现象可描述为:一般情况下溶液由绿色变为蓝色,最后溶液的颜色为蓝色。
⑵实验的化学反应原理为:
3C2H5OH+K2Cr2O7+4H2SO4
Cr2(SO4)3+K2SO4+3CH3CHO+7H2O
3C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4
2Cr2(SO4)3+2K2SO4+3CH3COOH+11H2O
⑶实验中出现的各种复杂现象的解释可以从以下两个方面进行,不要进行过多解释,防止增加学生负担:
①开始是绿色,是由于生成的Cr3+水解的原因,后来变成蓝色是水解进一步加强的体现。
②实验过程中难免出现一些理论预期颜色和实验事实颜色上的一些差别,例如大学有机教材描述的绿色、高中生物教材描述的灰绿色,诸如此类的问题可以从以下分析进行解释:Cr3+水解生成了灰蓝色Cr(OH)3,由于水解反应是可逆的,因此反应后溶液的最后颜色由反应: Cr3+(紫色)+3H2O
Cr(OH)3(灰蓝色)+3H+
进行的程度决定,因此出现一些差别也在情理之中。(收稿日期:2014-01-02)
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