石蠟油分解實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

王翼

1 教材實(shí)驗(yàn)的弊端

人教版《化學(xué)（必修2）》在第3章第2節(jié)《來(lái)自石油和煤的兩種基本化工原料》的科學(xué)探究中，介紹了“石蠟油分解實(shí)驗(yàn)”。原教材實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，將浸透了石蠟油的石棉放置于硬質(zhì)試管的底部，試管中加入碎瓷片，給碎瓷片加熱，石蠟油蒸汽在炙熱的碎瓷片表面發(fā)生反應(yīng)，生成一定的氣體，利用生成的氣體進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)。

在具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中筆者發(fā)現(xiàn)：按照教材的裝置和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一是產(chǎn)生氣體的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不利于新課教學(xué)的演示；二是產(chǎn)生的氣體不連續(xù)且量不夠多，對(duì)后續(xù)氣體性質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)有很大影響；三是石棉浸泡的石蠟油的量過(guò)多或過(guò)少，都會(huì)對(duì)氣體的生成造成影響。以上種種問(wèn)題，給教師的新課教學(xué)帶來(lái)了很多的不便。

2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

2.1改進(jìn)一

在用如圖1所示的裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí)，感到石蠟油變成蒸汽后，碎瓷片的溫度不夠高，導(dǎo)致石蠟蒸汽不能分解，于是改成如圖2所示的裝置——液一固加熱型裝置來(lái)做實(shí)驗(yàn)。先將碎瓷片加熱一段時(shí)間，然后再將石蠟油逐滴滴到碎瓷片上。此時(shí)能產(chǎn)生一定量的分解氣體，但是問(wèn)題仍然存在：一是氣體的量不夠且不連續(xù)，二是試管在驟冷驟熱下報(bào)廢率特別高。改變碎瓷片的大小，問(wèn)題依舊存在。

2.2改進(jìn)二

考慮到實(shí)驗(yàn)成功率低、生成目標(biāo)氣體的速率小等問(wèn)題，筆者嘗試在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下使用其他物質(zhì)代替碎瓷片做催化劑。在對(duì)比CuO、MnO₂等催化劑后，發(fā)現(xiàn)MnO₂對(duì)石蠟油分解的催化效果最好，采用如圖3所示的裝置，只要稍微加熱MnO₂，導(dǎo)管處立刻出現(xiàn)大量能使高錳酸鉀酸性溶液褪色的氣體。

3 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

3.1耗時(shí)短

石蠟油分解實(shí)驗(yàn)在新課教學(xué)中屬于引入乙烯氣體、驗(yàn)證乙烯氣體性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，如果耗時(shí)太長(zhǎng)，將使整節(jié)課的緊湊性大打折扣。

3.2對(duì)裝置的損傷較小

如果用原來(lái)的碎瓷片，將一堆碎瓷片加熱至一定的溫度，需要酒精燈長(zhǎng)時(shí)間加熱，試管很容易因?yàn)轶E熱驟冷而破損，特別是改進(jìn)成如圖2所示的裝置后，損壞率更高。

3.3所需溫度較低 對(duì)石蠟油的浪費(fèi)較少

如果按教材的裝置和藥品，在碎瓷片尚未加熱至一定溫度時(shí)，石蠟油已經(jīng)開(kāi)始蒸發(fā)為氣體逸出，反而得不到石蠟油的分解氣體，故實(shí)驗(yàn)失敗率高。改成二氧化錳粉末做催化劑，粉末的受熱面積大、二氧化錳的催化效果好，對(duì)石蠟油蒸汽的利用率更高。