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乙醇脱水制乙烯试验探究李增祥中学化学试验室中常用浓硫酸

作为

乙醇脱水制乙烯实验探究

李增祥

中学化学实验室中常用浓硫酸作为乙醇脱水制取乙烯的催化剂、

脱水剂，但是实验中存在很多的弊端，如：炭化现象严重影响观察，

反应所需要的时间长，制取的乙烯纯度不高等。苏教版全国高中化学

新教材——《有机化学基础》（选修）P69页，关于乙醇脱水制取乙

烯的实验中，没有采用传统的方法即以浓硫酸作为催化剂，而是选用

石棉绒作为催化剂制取乙烯[1]。教材中采用试管作为反应仪器，将乙

醇和石棉绒加入其中用酒精灯进行加热，并用水进行洗气来制取乙烯。

那么石棉绒能否作为制取乙烯的催化剂，还需要从其反应机理来看。

乙醇脱水反应是按照E1机理进行的，具体过程如下：

在酸的作用下，乙醇分子上不容易离去的集团——C—O转变成

易离去的集团，C—O键断裂脱水形成C+，C+的邻位碳原子上失去一

个质子，一对电子转移过来中和正电荷形成双键。从反应机理上看，

生成C+的一步是整个反应的速控步骤，还表明醇的脱水反应是一个可

逆反应。因此可以通过控制H+的浓度即用较浓的酸来使反应向右进行，

可以选用浓硫酸或五氧化二磷作为催化剂和脱水剂。另外，醇在350-

400℃在氧化铝或者硅酸盐表面上脱水，不发生重排反应[2]。如：

石棉属于硅酸盐类矿物，化学成份是Mg6[Si4O10][OH]8，含有

氧化镁、铝、钾、铁、硅等成分[3]。因此从理论上看石棉绒可以作为

乙醇脱水制取乙烯的催化剂，那么它在实际操作中能否有良好的催化

效果？与浓硫酸、五氧化二磷在实验室中的催化效果有什么不同？笔

者对此进行了一系列的对比实验。

一、实验内容：

1、实验内容：

（1）采用浓硫酸作催化剂；

（2）采用石棉绒作为催化剂，分别采用角闪石和蛇纹石石棉；

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（3）采用五氧化二磷作催化剂；

（4）采用浓硫酸和石棉绒作为混合催化剂；

（5）采用五氧化二磷和石棉绒作为混合催化剂。

2、实验装置：

3、乙醇的具体用量及催化剂用量及见下表：

各数据具体见下表：

4、实验说明：

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实验采用具支试管作为反应容器。为了使实验结果具有明显的对

比性，实验中检验乙烯的酸性高锰酸钾采用相同的配制：在试管中加

入3滴0.01mol/L的高锰酸钾稀释至5mL，再加入3滴1﹕1的盐酸，

混合均匀。由于实验中浓硫酸、五氧化二磷及产生的杂质都具有酸性

因此选用KOH溶液洗气，消除杂质对检验乙烯的影响。另外，由于热

的乙醇也能够使高锰酸钾褪色，为了保证实验中蒸发出的乙醇对实验

结果没有影响，加做了一个空白实验即：不加入任何的催化剂采用和

上述装置相同的装置进行加热，将乙醇蒸发经过盛有KOH溶液的洗气

瓶，通入酸性高锰酸钾溶液中，发现高锰酸钾未褪色。说明在实验中

乙醇没有对结果造成影响