实验：醇的燃烧

醇的燃烧是碳化合物一章里的一个中五实验，显示一个同系列如何燃烧、以及生成什么产物。它强化了「有机燃料放出能量、并生成二氧化碳和水」这一观念，也为另一个测定燃烧热的独立实验作好铺垫。

本指南列出目的、仪器、编号步骤、应预期的观察，以及实验试卷所看重的科学过程技能。

目的

研究醇在空气中的燃烧，鉴定完全燃烧的产物，并比较醇系列中不同成员燃烧得有多洁净。

仪器与材料

• 小酒精灯或带灯芯的坩埚
• 一小段醇系列，例如甲醇、乙醇、丙-1-醇与丁-1-醇
• 干燥的沸腾管或连到石灰水的漏斗
• 无水硫酸铜(II)（白色）或氯化钴(II)试纸（蓝色），用于验水
• 石灰水，用于验二氧化碳
• 过滤漏斗、导管与抽吸装置（抽滤泵），把燃烧产物抽过各检验
• 坩埚钳、耐热垫，以及白瓷砖

步骤

1. 装好一盏盛有第一种醇的小酒精灯，小心点燃。
2. 把一支冷而干燥的沸腾管（或倒置的漏斗）在火焰上方短暂停留，使任何液体产物在冷玻璃上凝结。
3. 检验凝结的液体：把它加到白色无水硫酸铜(II)上，或触到蓝色氯化钴(II)试纸上，并记录颜色变化。
4. 用抽滤泵，把燃烧着的醇上方的气体经导管抽入盛有石灰水的试管，并观察石灰水。
5. 观察并记录火焰的颜色与黑烟，并把白瓷砖在火焰中短暂停留，看是否有黑烟沉积。
6. 熄灭酒精灯、让它冷却，然后依次对每一种醇重复步骤 1 至 5，保持仪器相同。
7. 记录每一种醇的火焰外观、是否生成水，以及石灰水是否变化。

预期观察

每一种醇都带火焰燃烧并放出热量，火焰上方的仪器变热。无色液体在冷玻璃上凝结；它把白色无水硫酸铜(II)变蓝（或把蓝色氯化钴(II)试纸变粉红），显示该液体是水。

抽过石灰水的气体使石灰水变浑浊（乳白），显示生成了二氧化碳。当你沿系列走向含碳原子更多的醇时，火焰往往变得更黄、更亮、黑烟更多，白瓷砖上沉积的黑烟也更多。

推断与结论

醇发生燃烧：它与空气中的氧反应、放出热量，完全燃烧时产物是二氧化碳和水。水由无水硫酸铜(II)变蓝确认，二氧化碳由石灰水变浑浊确认。

沿系列黑烟增多，显示含碳比例较高的醇更易不完全燃烧，在空气供应有限时沉积碳（黑烟）。结论是：醇是可燃的燃料，其完全燃烧生成二氧化碳和水，而不完全燃烧则产生黑烟。

科学过程技能（试卷三风格）

作出推断。 从气体使石灰水变浑浊这一观察，推断二氧化碳是燃烧的产物。

辨认变量。 若探究沿系列比较黑烟，则操纵变量是所用的醇（其碳原子数目），反应变量是火焰有多少黑烟（沉积在瓷砖上的黑烟），固定变量是空气供应、灯芯与瓷砖离火焰的距离。

归类。 按各检验所检出的物质给它们归类：验水试剂（无水硫酸铜(II)或氯化钴试纸）检出水；石灰水检出二氧化碳。

沟通。 把结果列成表，每一种醇一行，列出火焰颜色、黑烟、验水与石灰水检验的栏，使沿系列的趋势一目了然。

安全须知

• 戴安全护目镜，因为醇易燃、在某些情形下火焰几乎不可见。
• 塞好醇瓶并使其远离火焰，以免蒸气着火。
• 只在适当的灯中点燃少量醇，使火焰保持可控。
• 用坩埚钳在火焰中夹持沸腾管与瓷砖，以免被热玻璃烫伤。
• 在通风处的耐热垫上操作，使热量与燃烧气体得到安全处理。

常见错误

• 用潮湿的管做验水。 若管本已潮湿，就无法判断水是否来自火焰；从干燥而冷的管开始。
• 把两项产物检验混淆。 无水硫酸铜(II)变蓝显示水、而非二氧化碳；石灰水变浑浊显示二氧化碳。不要弄反。
• 没有保持条件相同。 只有当灯芯、空气供应与瓷砖位置对每一种醇都相同时，比较黑烟才公平；只改变醇。
• 报告热量数值。 这个实验是鉴定产物与比较火焰；不要在这里编造热量读数，那属于燃烧热实验。
• 忽略不完全燃烧。 黄色带烟的火焰本身就是一个结果；记录它，而不是把空气调到每束火焰看起来都一样。

我们的老师如何使用这个实验

在一对一的 SPM化学课堂里，以英文授课、每小时 RM50 起，我们确保学生能说出燃烧的产物、说出各自的检验方法，并解释为什么黑烟沿系列增多，这些都是笔试与实验试卷所看重的答案。醇的燃烧把碳化合物的反应与 SPM化学 中的能量变化连在一起，并直接引向另一个燃烧热实验与试卷三实验考试（试卷三为实验考试，评估科学过程技能），在那里清晰的产物检验与公平的比较才拿得到分。