化学教学论实验论文——实验室制乙烯催化剂探究

化学系      10091550104     刘燕霞

摘要：实验室制取乙烯的传统方法是乙醇催化脱水，采用浓硫酸作为催化剂。但是，由于浓硫酸具有较强的氧化性，发生严重的炭化现象，在制取过程自始至终都存在副反应,并且生成的一氧化碳、二氧化硫等气体污染环境，不符合绿色化学的要求，所以该法有很大的弊端。本次探究分别将各种催化剂用于乙醇脱水制乙烯，实验表明：当用中性氧化铝作为催化剂时，产气量大，性质试验快，没有炭化现象，无副反应，符合绿色环保的要求。因此，氯化铝是实验室制取乙烯的最佳催化剂。

关键词：乙醇、乙烯、催化剂、氧化铝

      在中学化学课本中所演示的实验室制取乙烯，采用95%乙醇为原料，浓硫酸为催化剂、脱水剂，二者以3：1的比例混合加热至1700C来制取乙烯，用氢氧化钠溶液洗涤气体，除去粗乙烯中包含的二氧化碳、二氧化硫等酸性气体。但是这种方法有一定的弊端：主要表现在：碳化现象严重产生的气体污染环境。

针对以上问题，本次实验主要采用95%乙醇作为反应物，浓硫酸、五氧化二磷（s）—浓磷酸、中性氧化铝（S）、浓硫酸-浓磷酸（1:1）、氯化铁(s)做催化剂，通过记录产生的乙烯气体通入相同浓度的溴水中其褪色情况、从开始加热到产生气体所需时间、反应所需的温度、反应液炭化情况以及使酸性高锰酸钾褪色情况及褪色时间，来探究不同催化剂对实验室制乙烯的催化效果，从中找出最佳催化剂。

表一 乙醇的用量和催化剂用量表

表二 不同催化剂对用95%乙醇制备乙烯的催化效果记录

五氧化二磷(s)—浓磷酸、浓硫酸-浓磷酸（1:1）和氯化铁（s）作催化剂时反应速度不够快，不适合课堂实验；中性氧化铝(s)作催化剂反应反应速度快、无炭化。故综合以上数据，得出中性氧化铝(s)是实验室制乙烯的最佳催化剂。

参考文献：

王卫明：《对实验室制乙烯实验的浅探》；《数理化学习（高三）》2010年第12期

张春艳：《实验室制取乙烯新方法》；《科技信息》2010年第29期

周仁鸽：《乙醇在活性氧化铝催化在脱水制乙烯的实验研究》；《化学教学》2009年第2期