探究乙醇与酸性重铬酸钾溶液的反应.docx

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珞酸钾溶液的氧化，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 珞酸钾的酸性溶液中会变成蓝绿色，对于重珞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%和重珞酸钾浓 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，乙醇可定量被重珞酸钾氧化，生成蓝绿色的二价珞乙醇被 氧化的两个过程用化学方程式表示如下：4C H OH +K Cr 0 +3H SO - 4CH CHO +K SO +2CrSO +7H 02 5 2 2 7 2 4 3 2 4 4 24CH CHO +K Cr 0 +3H SO - 4CH COOH +K S0 +2CrSO +3H 03 2 2 7 2 4 3 2 4 4 2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%的重铬酸钾溶液试管号1234体积比1： 12： 31： 21： 330%硫酸溶液/mL22221 %的重珞酸钾溶液/ml2346乙醇溶液/滴10101010实验现象溶液上层变溶液上层变溶液上层变溶液上层变成了浅绿成了浅绿成了浅绿成了浅绿色，颜色变色，颜色变色，颜色变色，颜色变化非常缓化非常缓化非常缓化非常缓慢。

振荡静慢振荡静慢振荡静慢振荡静置3min后，置3min后，置3min后，置3min后，变成了绿变成了绿变成了绿变成了绿色加入乙醇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%的重铬酸钾溶液试管号1234体积比1： 12： 31： 21： 350%硫酸溶液/mL22221%的重珞酸钾溶液/ml2346乙醇溶液/滴10101010实验现象溶液上层很溶液上层很溶液上层很溶液上层很快由浅绿色快由浅绿色快由浅绿色快由浅绿色变成蓝色，中变成蓝色，中变成蓝色，中变成蓝色，下间层为浅绿间层为浅绿间层为浅绿层为橙红色色，下层为橙色，下层为橙色，下层为橙振荡后变成红色振荡后红色振荡后红色振荡后浅绿色，放置变成浅蓝色变成浅蓝色变成浅蓝色2min后变成蓝色加入乙醇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%的重铬酸钾溶液试管号1234体积比1： 12： 31： 21： 370%硫酸溶液体积/mL22221%的重珞酸钾溶液/ml2346乙醇溶液/滴10101010实验现象溶液上层溶液上层震荡后溶震荡后溶变成了浅变成了浅液全部变液全部变绿色，很绿色，很成蓝绿成蓝绿快变成浅快变成浅色，放置色，放置蓝色，震蓝色，震3min红变3min红变荡后溶液荡后溶液成浅蓝成浅蓝全部变成全部变成色。

色加入乙醇5s后 加入乙醇40s后表4 30%硫酸溶液和2%的重铬酸钾溶液试管号1234体积比1： 12： 31： 21： 330%硫酸溶液体积/mL22222%的重珞酸钾溶液/ml2346乙醇溶液/滴10101010实验现象溶液上层溶液上层溶液上层溶液上层变成了浅变成了浅变成了浅变成了浅绿色，慢绿色，颜绿色，颜绿色，颜振荡后振荡放置3min后慢变成蓝色变化非色变化非色变化非色，颜色常缓慢变化非常振荡静置振荡静置振荡静置缓慢振振荡后慢振荡后慢振荡后慢荡静置振慢由绿色慢游绿色慢游绿色荡后慢慢变成蓝变成蓝变成蓝由绿色变 成蓝色加入乙醇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%的重铬酸钾溶液试管号1234体积比1： 12： 31： 21： 350%硫酸溶液体积/mL22222%的重铬酸钾溶液/ml2346乙醇溶液/滴10101010实验现象最开始为绿最开始为绿最开始为绿最开始为绿色，很快变成色，很快最上色，很快最上色，很快最上蓝色，下面为面的变为蓝面的变为蓝面的变为蓝橙红色，振荡色，中间为绿色，中间为绿色，中间为绿后，立即变成色，下面为橙色，下面为橙色，下面为橙蓝色。

红色振荡后红色震荡后红色震荡后立即变成蓝慢慢变成蓝慢慢变成蓝色加入乙醇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%的重铬酸钾溶液试管号1234体积比1： 12： 31： 21： 370%硫酸溶液体积/mL22222%的重珞酸钾溶液/ml2346乙醇溶液/滴10101010实验现象最开始为绿最开始为绿最开始为绿最开始为绿色，很快变色，很快最色，很快最色，很快最成蓝色，下上面的变为上面的变为上面的变为面为橙红蓝色，中间蓝色，中间蓝色，中间色，振荡后，为绿色，下为绿色，下为绿色，下立即变成蓝面为橙红面为橙红面为橙红色振荡后色震荡后色震荡后立即变成蓝慢慢变成蓝慢慢变成蓝色加入乙醇 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。