实验室制备乙炔的实验探究

　　文章编号：1005－6629(2008)10－0078－02中图分类号：G633.8文献标识码：B

　　

　　［问题］某课外实验探究小组的同学在学习乙炔的性质中，看到老师在演示乙炔的性质时所用乙炔气体的制备方法装置中(见下图)存在以下诸多缺陷：(1)反应速度太快，生成的乙炔气流不平稳。(2)反应一旦开始就无法停止，余下的乙炔气体只能点燃到反应停止，结果是浪费药品的同时还产生的大量黑烟污染教室。(3)由于反应无法停止，迫使老师只能一次做完所有的乙炔性质实验才能再进行乙炔性质的讲解

　　

　　图 乙炔的制取和燃烧

　　为此，他们想将乙炔的制备改进成用简易气体发生装置，像实验室制备氢气一样可以操控为随时关停和发生。在探究过程中，同学们觉得即使用饱和食盐水代替水不但反应速度还是太快，也和碳化钙与水反应一样产生的糊状氢氧化钙易堵塞玻璃导管，他们讨论后一致认为关键是水与碳化钙接触的机率太大，只有寻找在水中的溶解度大、又不和CaC2反应的物质的溶液来取代食盐水才能达成目的。通过查找资料：知道醇羟基不但不与CaC2反应且可以消除反应中产生的泡沫。

　　他们查找到20℃时几种物质在水中溶度的数据：

　　

　　(1)根据表中的数据，你觉得如果从表中无机试剂里筛选____(填写汉字)的溶液来作与碳化钙反应液，可以最好地减慢反应速率：如果从表中的有机试剂中可以选______(填写汉字)的溶液来作与碳化钙的反应液，可以最好地减慢反应速率。

　　(2)探究小组有下列仪器和配件，如图：分液漏斗、长颈漏斗、大试管、平底烧瓶、锥形瓶、双孔胶皮塞、带有止气夹的导管。

　　

　　如果选用有机试剂来实现他们的探究，你觉得应该选用作气体发生装置的仪器和配件的是(填写番号)_______；如果选用无机试剂来实现他们的实验探究，你觉得应该选用来作为气体发生装置的仪器和配件的是(填写番号)________，不能选用的是________，不能选用的理由是因为_________。

　　(3)简述你选用的装置如何检查气密性：____________，你选用的溶液制备乙炔气体的化学方程式：__________；

　　(4)写出乙炔在点燃时可能发生的所有反应方程式_________

　　［命题意图］本题属于原创，是为2008年四川高考理综合试卷中化学部分实验题的备选题。意在检测学生利用信息和数据，通过筛选题中给出的信息和数据，去伪存真，结合教材演示实验观察到的现象，综合运用已有的知识和题中信息和数据相结合来解决实验中的问题，以培养学生的创新能力，试题源于教材高于教材，题目层层推进，有梯度但难度不大，意在引领学生的学习向着知识的综合运用和解决实际问题的方向发展。符合新课程标准的精神。

　　［试题点评］

　　1.重视环保和节约资源的教育。对原演示实验缺陷的描述，将实验的污染和试剂的浪费单独作为一条，突出了化学要对环境友好和节约资源的精神。

　　2.重视对信息数据和筛选和处理能力的培养。题中给出的数据必需结合题干中叙述的信息来筛选，增强了迷惑性，有利于培养学生去伪存、去粗取精的处理数据和信息的能力。

　　3.重视科学方法的教育。从有机和无机试剂中选择能作为和水组成和碳化钙的反应液，实际上是用资料形成假设的过程，再根据仪器组合气体发生装置，可以形成让学生如同身临其境的感觉，其实也是一种化学科学方法的教育。

　　4.有较强的开放性。(2)问中的第一、二空的选择具有较强的开放性。各种仪器组合成气体发生装置的过程有较强的开放性，但又必需结合题干的叙述才能找到解答的真谛。

　　5.注意培养观察和思考能力。(5)问中要求写出燃烧中所有可能的方程式，不但要求依托仔细观察到已描述的现象，既然有乙炔完全燃烧生CO2和H2O和不完全燃烧生成单质C和H2O的反应，自然有处于二者之间的反应。同时还考察了思考和分析问题的能力。

　　［解题思路］

　　首先列出原实验的缺陷，接着提出改进的设想和表中的数据，二者结合分析表中数据，同时要剔出一些干扰信息才能准确解答。下面对对各小题逐一分析：

　　(1)第一空，根据无机物的溶解度和溶解时产生的离子数目要最多，这里隐含了干扰信息：表中给出的无机物的溶解度数据中，氢氧化钾比氢氧化钠大，但是根据初中的溶解度知识，(忽略体积变化的因素)可知在100克水中溶解的氢氧化钾在溶液中产生的阴阳离子最多为:n(K+)+n(OH-)=(2×112/56)mol=4mol，氢氧化钠在100克水中溶解产生的阴阳离子最多为: n(Na+)+n(OH-)=(2×109/40)mol=5.45mol，所以只能是：氢氧化钠；第二空，根据表中溶解度数据和同时要有羟基，所以可以是乙醇(或乙酸)。

　　(2)第一空：因为题干信息告诉了有羟基的有机物可以消除反应中的气泡，所以反应中不会产生大量的泡沫的情况，因此开放性较强，可以有如下组合：bdfg(或bcfg)(或bdfg)(或befg)；第二空：因为无机试剂的水溶液和碳化钙反应时要产生大量的泡沫，所以只能是：bdfg(或befg)；只要解答出第二空，后面两空不难解答。

　　(3)第一空是检查气密性的传统题目，第二空是教材中的反应方程式，只不过在水中加入了不与碳化钙反应的无机或有机试剂，也是容易解答的。

　　(4)仔细分析点燃时的现象叙述，乙炔完全燃烧和生成碳和水的反应应该不难解答，对燃烧时生成CO和H2O的反应，可能只有少数有较强分析问题能力的学生才能回答完全。

　　答案：

　　(1)氢氧化钠；乙醇(或乙酸)。

　　(2)bdfg (或bcfg)(或bdfg)(或befg)；bdfg(或befg)；a、c；当关闭止气夹时，分液漏斗不能阻断液体与固体的接触，试管容积太小，反应产生的泡沫容易从导管喷出。

　　(3)组装好气体发生装置后先关闭止气夹，向b中加水，只有少量水进入装置中后液面不下降，说明气密性良好；CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑

　　(4)2C2H2+5O2→4CO2+2H2O，2C2H2+O2→4C+2H2O, 2C2H2+3O2→4CO+2H2O

　　

　　参考文献：

　　[1]彭贤春.乙炔制备实验的探析[J].《化学教学》.2006.9-10.

　　[2]谭宗俊.用简易启普发生器制备乙炔的实验研究[J].《化学教学》.2003.7-8.15.

　　[3]谭宗俊，唐松林.乙炔制备实验改进的理论浅析[J].《化学教学》.2002.6.

　　

　　“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文