甲烷的制取与性质.doc

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： CH3 + NaOH CH4 +ONa碳酸钠生成： ONa + CH3COONa CH3 + Na2CO3链中止： ONa + COONa Na2CO3 当反应温度过高时：CH3 + CH3COONa CH3COOCH3 +ONa链中止时产生CO： 2COONa Na2CO3 + CO故表现为的总反方程式为： CH3COONa + NaOH2Na2CO3 + CH42. CH4 + 2O2 2H2O + CO2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，Fe2O3，二氧化锰、过氧化氢，溴水，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，0.5gFe2O3，0.5gCaO分别研磨。由于CaO，无水醋酸钠，Fe2O3，NaOH大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须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H2O2，MnO2为原料，照图3在此集气瓶中继续收集2/3氧气，盖好瓶口。实验室制O2装置图32.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CO2生成。（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。（4）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CO2反应。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