甲烷的制取与性质

甲烷的制取与性质 甲烷的制法与性质 一、实验目的 1.掌握甲烷的实验室制法。 2.了解甲烷的性质。 3.练习不同的实验教学方法。 二、实验原理 1. 本实验制取甲烷是用乙酸钠和氢氧化钠反应，一般认为是自由基反应，它由以下过程组成: 链引发: CH3COONa ? ?CH3 + ?COONa 甲烷生成: ?CH + NaOH ? CH +?ONa 34 碳酸钠生成: ?ONa + CH3COONa ??CH + NaCO 323 链中止: ?ONa + ?COONa ? NaCO 23 当反应温度过高时:?CH + CHCOONa ? CH3COOCH +?ONa 333 链中止时产生CO: 2?COONa ? NaCO + CO 23 ? 故现为的总反方程式为: CHCOONa + NaOH2NaCO + CH? 3234 点燃 2. CH + 2O 2HO + CO42 22 甲烷的物理性质是无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小，所以可以用向下排空气法和排水集气法收集甲烷气体。本实验中利用排水法收集甲烷气体。 三、实验用品与仪器 大试管、试管夹、单孔橡皮塞、软胶皮管、玻璃导管、集气瓶(125毫升)、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、毛玻璃片、坩埚钳(镊子)，研钵，钥匙，火柴。 无水乙酸钠，碱石灰，NaOH，生石灰，FeO，二氧化锰、过氧化氢，溴23 水，澄清石灰水。 四、实验内容 1.甲烷的制取 (1)试剂的预处理 取1.5g无水醋酸钠，0.5gNaOH，0.5gFeO，0.5gCaO分别研磨。由于CaO，23 无水醋酸钠，FeO，NaOH大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须23 分别先在研钵中分别研细(研磨之前要充分烘干)由于NaOH极易潮解，所以应最后研。 (2)收集过程 ?如图连接装置，检查装置气密性(具体步骤:如图连接好仪器，将导管口置于水槽中，用手握住大试管,管口有气泡冒出,松开手形成一段稳定的水柱则气密性良好)。通过纸槽将药品装入大试管后，充分混合药品。试管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台上。预热后，再对试管底部加热，待导管口冒出连续均一的气泡时，用排水集气法收集一试管甲烷，大拇指按住小试管管口。放在酒精灯的火焰上，松开手指，发出“噗”的低沉的声音(或安静的燃烧)，表明气体很纯(若是发出刺耳的爆鸣声，则证明气体不纯，需重新收集)，则可以做下面的性质实验。 实验室制甲烷装置图1 实验室制甲烷装置图2 ?将1个集气瓶分别盛满水，并用玻璃片盖住瓶口。盖瓶口时，先盖住一小部分，随后推切动玻璃片把瓶口全部盖住(注意不要让瓶口水面处留有气泡)。然后把盛满水的瓶子连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。照图2收集1/3集气瓶的甲烷(留2/3水)。以HO，MnO为原料，照图3在此集气瓶中222 继续收集2/3氧气，盖好瓶口。 实验室制O装置图3 2 2.甲烷的性质实验 (1)将导管口取出，点燃甲烷气体，产生浅蓝色火焰，在火焰上方倒置一个干燥的小烧杯，可观察到烧杯壁上有水珠生成。换一个用石灰水浸润的烧杯罩在甲烷火焰上方，可观察到石灰水变浑浊，说明有CO生成。 2 (2)甲烷与酸性高锰酸钾溶液反应。取3mL的酸性高锰酸钾溶液于小试管中，将图中的弯导管换成直导管，将生成的甲烷通入小试管中，高锰酸钾溶液不褪色。 (3)甲烷与溴水反应。取少量的溴水于小试管中，将生成的甲烷通入小试管中，溴水不褪色。 )甲烷与氧气混合爆鸣实验。将盛有收集到的甲烷和氧气的混合气的集气(4 瓶用抹布包住，瓶口对住火焰点燃，发生爆鸣。 五、实验应注意的事项 1. 此实验成功与否的关键取决于药品是否无水。即使是新购回的无水醋酸钠，亦应事先干燥后再使用。 2. 此实验制取甲烷时试管容易爆炸，在加热时应注意。同时也应先加热药品前面,防止生成的气体将前面的药品带出去。 3. 生石灰CaO不参与反应，它的作用是除去NaOH中的水分、减少NaOH与玻璃的作用，防止试管炸裂，同时也使反应混合物疏松，便于甲烷气体的排出。 4. 做甲烷的性质实验，烧杯不能用澄清的石灰水提前浸润，以免石灰水和空气中的CO反应。 2 5. 不再收集气体时应该先移除导管，再熄灭酒精灯。 六、实验反思 1. 在讲台上做演示实验的时候，目光要均匀，环视整个教室。 2. 演示实验要将没讲过的动作、方法用口语表达出来，重点要反复强调。 3. 对于学生的回答，教师应该做出及时的评价。可做出积极的评价，但不能不加思考一味肯定。 4. 讲课的时候用确定性的语气，老是用商量的口吻会让学生怀疑老师的能力。 5. 实验过程中要注意安全，学会处理突发事件。