甲烷制备与性质实验报告

甲烷的制备与性质 化学一班赵元华（）1、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。2、实验原理本实验选择乙酸钠与氢氧化钠混合的方式来进行制备甲烷。具体原理如下： CH3COONa+NaOH CaO Na2CO3+CH4此实验选择的是用玻璃试管盛装药品来进行试验，氢氧化钠对玻璃管在加热的情况下会加剧腐蚀，用氧化钙来稀释氢氧化钠。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。实验仪器与试剂实验仪器： 铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、药匙、玻璃棒、火柴、集气瓶、毛玻璃片、大试管、小试管、导气管、试剂：无水醋酸钠、NaOH、Fe2O3、KMnO4、溴水、实验内容1 普通的甲烷制备方法1. 试管中为乙酸钠与氢氧化钠，氧化钙的混合物。2. 甲烷气体具体实验步骤（1）检验装置气密性：把导管的下端侵入水槽中，用双手紧握试管底部，如果观察到导气管口有气泡逸出，证明装置气密性良好。 (2)称取4.5g醋酸钠和1.2g碱石灰及氢氧化钠1.2g，研细混合均匀后装入预先卷成筒状的纸内，再装入试管。先均匀预热，可避免加热时试管的破裂。 (3)预热完全后，再集中火力由管前向管尾加热。 (4)待生成的气泡稳定之后收集一试管气体验纯。（验纯具体方法是：将收集的气体用大拇指压紧靠近酒精灯的火焰，内有声响或噗声则气体纯净。若有爆鸣声则不纯）2 改进后甲烷的制法和甲烷的性质实验装置如图所示具体步骤 检查装置气密性，方法与前面相同。 （2） 称取无水乙酸钠3g，NaOH 4g，Fe2O3 4g。（Fe2O3的作用可能有三：一是的Fe2O3具有良好的导热性，可以减少热量损耗；二是固着作用；三是催化剂的作用。）用纸槽装入试管。混匀。 （3）先均匀预热，可避免加热时试管的破裂。 （4）预热完全后，再集中火力由管前向管尾加热。（5） 待生成的气泡稳定之后收集一试管气体验纯。性质实验（1）验纯后，在导管口将生成的气体点燃，并在火焰的上方罩一个干燥的玻璃杯。观察现象。（2）然后拿来两支试管里面装入溴水和高锰酸钾溶液，通入甲烷观察现象。（3）收集三瓶甲烷气体，体积分别是三分之一，三分之二，二分之一。（4）用双氧水制氧气的方法分别将上面没有收集满的集气瓶收集满。（5）用坩埚钳夹住一小截蜡烛点燃收集好的混合气体。观察现象。实验现象分析（6）点燃气体后，干燥的玻璃杯上有水雾生成。 CH4+2O2 点燃 2H2O+CO2（7）将甲烷通入高锰酸钾溶液和溴水中都没有发生变化。（8）将三瓶混合气体一次点燃，都有爆鸣声，其中甲烷含量越少爆鸣声越大。实验反思：一、 实验反思1. 此实验成功与否的关键取决于药品是否无水。如有水存在，会使CH3COONa变为钠离子和乙酸根离子，从而不能发生脱羧反应。一定要保证药品无水以及大试管是干燥的。2. 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。3. 混合气体点燃时要注意安全。实验操作现象结论在空气中的燃烧将尖嘴导管尖嘴朝上，用火柴点燃甲烷气体，用干燥的烧杯和内壁沾有澄清石灰水的烧杯分别检验燃烧的产物。甲烷在空气中燃烧产生黄色火焰；干燥烧杯罩在火焰上方，其内壁上出现小水珠；内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，石灰水变浑浊。甲烷燃烧生成水和CO2气体与溴水的反应用小试管取大约3mL的溴水，然后将甲烷通入溴水中。溴水颜色变浅Br2分解了与高锰酸钾溶液反应用小试管取大约3mL的高锰酸钾溶液，然后将甲烷通入其中。高锰酸钾溶液不褪色甲烷不与高锰酸钾溶液反应与氧气混合爆鸣于空旷的地方，在地板上垫上抹布，然后用另一抹布将装有甲烷与氧气混合气的集气瓶裹住。点燃时，一个同学移去毛玻璃片，另一同学快速的用长镊子夹住点燃的火