甲烷的制法与性质.doc

甲烷的制法与性质孙晶洁（2009级三班第三实验小组，电子邮箱40907153）一、实验目的掌握甲烷的实验室制法，了解甲烷的性质；练习不同的实验教学方法。二、实验原理CH3COONaNaOH Na2CO3+CH4 CH42O2 点燃2H2OCO2CH4Cl2 光照HClCH3ClCH42Cl2 光照2HClCH2Cl2CH43Cl2 光照3HClCHCl3三、实验主要器材与试剂铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、坩埚钳、蒸发皿、脱脂棉、药匙、玻璃棒、火柴、集气瓶、玻璃片。无水乙酸钠、NaOH、Fe2O3、KMnO4、MnO2、生石灰、浓盐酸、澄清石灰水。四、实验步骤1、甲烷的制取实验装置如图方法1：用托盘天平称取无水乙酸钠3.5g，氧化钙1.2g，氢氧化钠1.2g，取好后将三者研细混匀，检查装置气密性良好后然后将药品装入干燥试管，管口略向下倾斜，塞上带导管橡皮塞并固定于铁架台。预热后，再对试管底部加热，用排水集气法收集甲烷。方法2：用托盘天平称取无水乙酸钠3g，NaOH2g，Fe2O32g，研细混匀。同法1的制取方法相同。2、甲烷的性质（1）、甲烷与酸性高锰酸钾溶液反应。取一支试管，加入约3ml酸性高锰酸钾溶液，通入甲烷，观察颜色变化。（2）、甲烷在空气中的燃烧，甲烷经验纯后点燃，可看到浅蓝色火焰。在甲烷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。换一个用石灰水侵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。（3）、甲烷与氧气混合爆鸣实验。以过氧化氢为原料，用排水集气法收集三分之二体积的氧气，再收集三分之一的甲烷，盖好瓶口，用抹布包住集气瓶，瓶口对住火焰点燃，发生爆鸣。五、实验应注意的事项1、实验所用的药品一定要经过除水干燥之后才可以使用。2、实验中加入的氧化钙不参加反应，它的作用是除去氢氧化钠中的水分、减少氢氧化钠与玻璃的作用，防止试管炸裂，同时也使反应混合物疏松，便于甲烷气体的逸出。六、相关文献与重点文献综述改进后实验室制取甲烷方法的优点 用无水醋酸钠和碱石灰制取甲烷,经常出现反应速度慢、产气量小、试管易破损的现象, 产生的甲烷经点燃之后, 常出现火焰时断时续的现象。 如何才能收到满意的效果呢？通过查阅有关资料可知从以下几个方面改进后，该实验应该会避免这些缺点：1、反应物必须干燥对无水醋酸钠的去水处理。无水醋酸钠没有很好地密封或长期存放后可能吸水,因此,实验前要将无水醋酸钠进行去水处理。方法有二:一是在使用前放入烘箱中(105)烘去水分;二是将无水醋酸钠放至蒸发皿中加热去水,开始醋酸钠加热熔化成无色液体,待这种液体略显黑色,表明失水充分且略有碳化,停止加热并继续搅拌至冷却为止,然后研成粉末,储存于密闭容器中备用。对碱石灰的去水处理。市售碱石灰是由生石灰和氢氧化钠浓溶液反应后在200250干燥而成,主要成分是氢氧化钠、氧化钙并有一定水分。一般市售碱石灰由于吸水而成粉红色,使用前要烘干或砸碎放在蒸发皿中加热去水,当药品由粉红色变白色后, 停止加热,冷却,研细,在密闭容器内保存待用。2、反应物的配比必须合理实验证明,氢氧化钠若稍过量,则反应速度快,产气量大。市售碱石灰中氢氧化钠只含5%左右,因此产气量较小,而改用新制的碱石灰则效果最佳。自制碱石灰方法如下。1.把适量的苛性钠放入罐头盒( 铁制), 在三角架上加热熔融,等苛性钠全部熔融后, 再将等量的生石灰(研细后)放入,用铁棒迅速搅拌, 放凉后用研钵研成粉末, 放入密闭容器中,贴上标签备用。由于氢氧化钠对瓷器或玻璃有腐蚀作用,因此不用瓷蒸皿而采用铁盒,并用铁棒搅拌。2.若用市售碱石灰为原料, 则添加固体氢氧化钠的量和碱石灰量之比为3:5,而后加以灼烧,冷却后再研成粉末使用。 总之,要使这个反应取得良好的效果, 操作过程必须注意以下几点:1.药品要干燥。至于这点的关键性以上已作出详细说明。 2.自制碱石灰时,所用的氢氧化钠固体必须先熔融后再制备,这样方可使生石灰或市售碱石灰和氢氧化钠混合均匀,而保证气体的稳定性, 若仅仅用片状氢氧化钠直接混合研磨,则由于混合不均, 以及氢氧化钠本身吸潮等情况,会使反应效果不佳, 如出现气流不够稳,点燃火焰不