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实验七 · 必修

乙醇和乙酸的性质

第4章 常见的有机化合物

实验目的

实验器材

实验原理

① 乙醇与钠反应（置换反应）
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2↑
（乙醇羟基中的氢原子被钠置换，生成乙醇钠和氢气）

② 乙醇的催化氧化
2C2H5OH + O2 ——(Cu/△)——→ 2CH3CHO + 2H2O
（铜丝加热后表面生成黑色 CuO，插入乙醇中又被还原为红色 Cu，同时乙醇被氧化为乙醛）

③ 乙酸的酸性
CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+
（乙酸是弱酸，能使 pH 试纸变红，具有酸的通性）

④ 酯化反应
CH3COOH + C2H5OH ——(浓 H2SO4, △)——→ CH3COOC2H5 + H2O
（乙酸和乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应，生成乙酸乙酯，具有果香味）

实验步骤

一、乙醇与钠的反应
  1. 用滤纸吸干金属钠表面的煤油，切取绿豆大小的一块钠（注意钠的取用安全）。
  2. 向试管中加入 2 mL 无水乙醇。
  3. 将钠投入乙醇中，观察现象（钠沉在乙醇底部，缓慢产生气泡）。
  4. 用试管口收集气体，移近酒精灯火焰点燃，检验生成的气体是否为氢气。
二、乙醇的催化氧化
  1. 将螺旋状铜丝在酒精灯火焰上加热至表面变黑（生成 CuO）。
  2. 立即将热铜丝插入盛有 2 mL 无水乙醇的试管中。
  3. 观察铜丝颜色的变化（由黑变红），反复操作 2~3 次。
  4. 闻试管中液体的气味，注意是否有刺激性气味（乙醛的气味）。
三、乙酸的酸性检验
  1. 取一小片 pH 试纸放在干燥洁净的表面皿上。
  2. 用洁净的玻璃棒蘸取冰醋酸，滴在 pH 试纸上。
  3. 与标准比色卡对照，测出乙酸的 pH 值。
  4. 另取少量乙酸于试管中，加入几滴紫色石蕊试液，观察颜色变化。
四、酯化反应
  1. 向试管中加入 3 mL 无水乙醇，然后慢慢加入 2 mL 冰醋酸和 1 mL 浓 H2SO4（注意顺序：先加乙醇和乙酸，再加浓硫酸，边加边振荡）。
  2. 在另一支试管中加入 3 mL 饱和 Na2CO3 溶液作为接收液。
  3. 用酒精灯小火加热反应试管，将产生的蒸气通入饱和 Na2CO3 溶液中。
  4. 停止加热后，观察接收液上层是否有无色油状液体，并闻其气味（果香味）。

数据记录

实验内容 现象 化学方程式
乙醇与钠反应
乙醇催化氧化
乙酸酸性检验
酯化反应

交流与评价

  1. 乙醇与钠反应和钠与水反应有什么不同？试从反应剧烈程度和钠的位置两方面比较。
  2. 在乙醇的催化氧化实验中，铜丝颜色经历了怎样的变化过程？铜在反应中起什么作用？
  3. 为什么酯化反应中要用饱和 Na2CO3 溶液来接收产物？它起什么作用？
  4. 浓硫酸在酯化反应中起什么作用？能否用稀硫酸代替？
  5. 日常生活中的食醋含有乙酸，如何用简单的化学方法验证食醋中含有乙酸？

注意事项

  • 酯化反应加热时，反应液可能会发生爆沸，注意小火均匀加热。
  • 饱和 Na2CO3 溶液的作用：① 中和乙酸，除去乙酸乙酯中混有的乙酸；② 溶解乙醇；③ 降低乙酸乙酯的溶解度，利于分层。
  • 催化氧化实验中，铜丝插入乙醇时要迅速，反复操作效果更好。
  • 乙醛具有刺激性气味，注意不要长时间闻。

安全警示

  • 金属钠：用滤纸吸干煤油，切取绿豆大小即可，剩余的钠放回原瓶，严禁丢入水槽或接触水，以防爆炸。
  • 浓 H2SO4：具有强腐蚀性，必须最后加入，边加边振荡冷却。
  • 酒精灯使用：加热前检查灯芯，不使用时盖灭，不可用嘴吹灭。
  • 实验操作时佩戴防护眼镜，保持实验室通风良好。
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