P2O5催化乙醇制乙烯实验反应条件的改进与创新研究（郸城县第一中学周宇航 王晨沣 蔡云鹏 陈怡文 刘睿远 王聪、赵九洲 高帮豪 刘婷婷 王若涵 单怡博 张嘉毅 刘振羽 李潇）(2)(1).docx

P2O5催化乙醇制乙烯实验反应条件的改进与创新研究
郸城县第一中学 王晨沣 刘田雨 张嘉毅 刘振羽 李潇
摘要：中学化学实验室常用浓硫酸作乙醇制备乙烯实验的催化剂、脱水剂，但实验过程中存在耗时长、 试剂用量大、乙醇炭化严重、乙烯纯度不高等弊 端。因此，广大的化学教师对该实验做了大量积极 的探索，相关的一些研究论文也时常见诸报端。全国高中化学新教材苏教版《有机化学基础（选 修）》中关于乙醇脱水制取乙烯的实验另辟蹊径地介绍了改用P2O5作催化剂进行实验的装置图与具体操作。[1]
［实验］组装如图1所示装置，在试 管中加入2 g P2O5并注入4 mL 95 %的乙醇，加 热，观察实验现象。
图1 乙醇脱水实验装置
关键词；P2O5 催化乙醇制乙烯 改进与创新
经多次反复操作和分析该实验后，我们最终认为，教材所提供的实验装置与操作方法还存在一些问题，很值得我们进一步探讨。
1、关于实验的加热方式
若按教材要求使用酒精灯加热试管内的乙醇与P2O5的混合物，由于升温速度快而极容易发生混合 液暴沸，易导致乙醇汽化涌出，不但造成原料上的 浪费，热的乙醇蒸汽还会使稀酸性高锭酸钾溶液褪 色而干扰乙烯检验；此外，酒精灯直接加热，容易 因受热不均匀使得试管内气流不稳定，倒吸现象发 生几率高，影响实验安全。[2]
做过该实验的同行可能大都会有这样一个体会，用酒精灯加热试管后温度迅速上升，开始有少 许气泡冒岀，当加热到80 度左右时即有大量气泡 生成，温度升至90度以上时反应则已经非常剧烈，这一点也得到了很多文献资料的支持与认同并同时认定乙烯在80 -90度即已生成。鉴于教材酒精灯加热的不足及文献的介绍，笔 者不禁思考是否可将本实验改为（沸）水浴加热呢？ 实践发现，在用试管将乙醇和P2O5混合后即使直接 在沸水浴中加热，试管中乙醇仍易汽化，但洗瓶内 除开始因体系内气体受热膨胀出现气泡外，后来就 根本不再有任何气体产生了，酸性高锰酸钾溶液也 丝毫没有褪色的迹象。因此，反应混合物在80 度-90 度有大量气泡生成就此武断认为有乙烯生成是不正确的。而若水浴加热温度太低不足以使乙醇脱水成烯，故本方法不宜釆用！
我们在尝试了多种不同加热方式，综合考虑后 最终选定使用甘油浴加热，效果较好。当甘油被加 热到124度时，试管中的混合物开始出现少量气 泡；至温度升至145度以上（不高于170°C 以150 °C-160 °C效果最佳）体系中乙烯气体即能持续产生，并使酸性高锰酸钾溶液迅速褪色。整个实验过程中，乙烯气流的产生相对比较平缓，重复多次上 述实验也均未发生倒吸。综上所述，我们认为教材图示中的加热方式是 欠妥当的，应将其修正，但一般用沸水浴加热，温度过低，达不到乙烯产生的要求。用甘油浴加热既安全效果又明显，不失为一种更好的选择！
2、关于KOH溶液的作用
众所周知，P2O5固体有很强的吸 水性和脱水性。实验表明，当乙醇注入到盛有P2O5 的试管中时立即能听到剧烈的“滋滋”声响并伴有大量的白雾产生。很多人认为，该白雾属酸雾，由于五氧化二磷及反应产生的杂质都具有酸性，因此，需要选用KOH溶液洗气以消除杂质对检验 乙烯时的影响”同；另外，KOH溶液也可以冷却吸收 因汽化逸出的热乙醇蒸汽。
教材可能也主要是基于上述几点的考虑而在本 实验中选