甲烷的制法与性质(1).doc

甲烷的制法与性质高艳如（2009级科学教育 40907364）一、 实验目的1. 掌握甲烷的实验室制法，了解甲烷的性质。2. 熟练掌握甲烷制备的实验操作，从而达到能够以教师身份演示该实验。二、 实验原理1. 反应方程式：CH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3CH4+2O22 H2O+CO22. 由于无水乙酸钠极易吸水；氢氧化钠暴露于空气中极易潮解，且能够与玻璃试管主要成分二氧化硅反应，故加入氧化钙，其作用如下：吸收水分，隔离氢氧化钠与试管壁的接触，使产生的甲烷气体能够顺畅地溢出（氧化钙本身比较疏松）3. 由于无水乙酸钠与碱石灰反应速度较慢，故使用氧化铁代替氧化钙，加快反应速度，其作用是能够固着反应物，使反应充分。4. 甲烷为无色无味气体，密度小于空气，极难溶于水，故收集甲烷可使用排水法或向上排空气法。由于排水法气体集满现象明显，故该实验采取排水法手机甲烷。三、 实验药品、仪器以及装置1. 实验药品：无水乙酸钠，氧化钙，氢氧化钠，氧化铁，酸性高锰酸钾溶液，溴水，高锰酸钾，二氧化锰，浓盐酸，稀盐酸。2. 实验仪器：铁架台，酒精灯，托盘天平，研钵，水槽，脱脂棉，镊子，钥匙，石棉网，玻璃棒，火柴，集气瓶，玻璃片，小试管，大试管，导管。3. 实验装置：四、 实验步骤1. 甲烷的验纯1) 检查装置气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握气体发生装置外壁，若水中的导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。2) 用天平称取1.5g无水乙酸钠、0.5g氧化钙、0.5g氢氧化钠后，分别用研钵研碎再混合均匀后，用纸槽送入玻璃试管底部，并使药品平铺。3) 连接好实验装置，遵循组装顺序： 先下后上，从左到右4) 先均匀预热12分钟后，再集中由管前向管后加热。（注意点）5) 收集气体：导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，当气泡连续地并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的小试管里。等瓶口第一个气泡冒出后，用大拇指堵住试管口从水槽中移出。6) 验纯：将装满甲烷气体的试管管口向下移近酒精灯火焰，放开拇指，如有尖锐的爆鸣声，证明甲烷不纯，要继续收集并验纯，直至只发出“噗”声为止，此时甲烷已纯，可以使用。2. 甲烷制取以及性质实验A.甲烷的制取1) 检查装置气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握气体发生装置外壁，若水中的导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。2) 用天平称取6.0g无水乙酸钠、4.0g氧化铁、4.0g氢氧化钠后，分别用研钵研碎再混合均匀后，用纸槽送入玻璃试管底部，并使药品平铺。3) 连接好实验装置，遵循组装顺序： 先下后上，从左到右4) 先均匀预热1分钟后，再集中由管前向管后加热约12分钟后即有大量甲烷生成。5) 收集气体：导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，当气泡连续地并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的小试管里。等瓶口第一个气泡冒出后，用大拇指堵住试管口从水槽中移出。6) 验纯：将装满甲烷气体的试管管口向下移近酒精灯火焰，放开拇指，如有尖锐的爆鸣声，证明甲烷不纯，要继续收集并验纯，直至只发出“噗”声为止，此时甲烷已纯，可以使用。7) 验纯后再用装满水的集气瓶收集13体积的甲烷、12体积的甲烷和23体积的甲烷盖好瓶口，放置于实验台上，用于甲烷与氧气混合爆鸣实验。B.甲烷的性质实验8) 将弯口导管换成直口导管后，将甲烷通入装有3ml酸性高锰酸钾溶液的试管中，观察颜色变化。现象：酸性高锰酸钾不变色。结论：甲烷性质稳定。9) 将甲烷通入装有3ml溴水的试管中，震荡，观察颜色变化。现象：溴水不褪色。结论：甲烷性质稳定。10) 点燃甲烷，并在其火焰上方倒置一个干燥小烧杯。现象：甲烷燃烧呈淡蓝色火焰，且烧杯壁上有水珠生成。结论：甲烷燃烧生成水。11) 点燃甲烷，并在其火焰上方倒置一个用石灰水浸润过的小烧杯。现象：石灰水变浑浊。结论：甲烷燃烧生成二氧化碳。3. 甲烷与氧气混合爆鸣实验将收集到的13体积的甲烷、12体积的甲烷和23体积的甲烷分别用排水法收集23体积的氧气、12体积的氧气、13体积的氧气，盖好瓶口，用抹布包住集气瓶，瓶口向上移近火焰点燃，发生爆鸣。现象：三次爆鸣实验均听见爆鸣声，看见淡蓝色火焰。且甲烷体积越少，爆鸣声越大越震耳。五、 实验反思（注意事项）1. 实验前先检查装置的气密性。2. 试管口要略微向下倾斜：防止加热生成的水回流，使试管底部破裂。3. 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞（不要太长）有利于产生的气体排出。4. 实验开始时应先均匀预热1分钟后，再集中由管前向管后加热，这样操作是为了防止药品加热反应后成液体流下使反应不充分浪费药品。5. 实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。6. 在做甲烷的性质实验实验时，必须要先验纯。7. 实验中甲烷燃烧时发出黄色火焰，原因是玻璃中含钠元素，燃烧不充分或甲烷气不纯。六、 实验改进1. 用无水氢氧化钡与无水乙酸钠按1,1混合加热,反应速度快,生成气体多。无水氢氧化钡可用实验室里的药品加热制成白色粉末(用蒸发皿加热),放在千燥器中冷却使用。2. 用醋酸钠、氢氧化