甲烷制备与性质实验的改进

第1篇

一、实验目的

1. 学习实验室制取甲烷的原理和方法。

2. 掌握甲烷气体的收集和检验方法。

3. 培养学生的实验操作技能和科学思维能力。

二、实验原理

甲烷（CH4）是一种无色、无味、易燃的气体，是天然气的主要成分。实验室制取甲烷的方法通常采用加热氯甲烷（CH3Cl）和氢氧化钠（NaOH）的混合物，反应方程式如下：

CH3Cl + NaOH → CH4↑ + NaCl + H2O

实验中，氯甲烷和氢氧化钠的混合物在加热条件下发生反应，生成甲烷气体。甲烷气体不易溶于水，可用排水法收集。

三、实验仪器与试剂

1. 仪器：圆底烧瓶、酒精灯、导管、集气瓶、铁架台、石棉网、玻璃片、滴管、试管、试管架、烧杯、量筒等。

2. 试剂：氯甲烷、氢氧化钠、蒸馏水、硫酸铜溶液、澄清石灰水。

四、实验步骤

1. 准备实验仪器和试剂，检查装置的气密性。

2. 在圆底烧瓶中加入适量的氯甲烷和氢氧化钠，搅拌均匀。

3. 将圆底烧瓶置于石棉网上，用酒精灯加热。

4. 观察反应过程中氯甲烷和氢氧化钠的混合物是否发生反应，是否有气泡产生。

5. 待反应结束后，将产生的甲烷气体导入集气瓶中。

6. 将集气瓶中的甲烷气体用排水法收集。

7. 用点燃的木条检验收集到的甲烷气体，观察是否发生爆鸣声。

8. 实验结束后，清洗实验仪器，整理实验台。 五、实验结果与分析

1. 实验现象：在加热过程中，氯甲烷和氢氧化钠的混合物发生反应，产生大量气泡，表明甲烷气体已生成。

2. 检验结果：将收集到的甲烷气体用点燃的木条检验，发生爆鸣声，说明甲烷气体已成功制取。

六、实验结论

1. 实验室制取甲烷的方法可行，操作简单，效果良好。

2. 通过本实验，掌握了甲烷气体的收集和检验方法。

3. 培养了学生的实验操作技能和科学思维能力。

七、实验注意事项

1. 实验过程中，要注意安全，防止发生意外事故。

2. 加热时，要均匀加热，避免局部过热。

3. 收集甲烷气体时，要确保集气瓶内充满气体，避免收集不完整。

工业甜披　２００６年（第３５卷）第６期　

甲烷乙烯乙炔实验室制取和性质实验的改进　

冯书涛　

（甘肃政法学院，甘肃兰州　７３００７０）　

摘耍：本文对甲烷、乙烯、乙炔实验室制取和性质的实验做了　

重新设计，将三个实验综合起来，设计为一个实验，先制取甲烷、　

乙烯、乙炔。再做性质实验，边实验，边比较，边总结。　关键词：甲烷　乙烯　乙炔　制取装置　性质实验　

高中化学教材学生实验部分甲烷、乙烯、乙炔的实验室制取　和性质实验，装置简单，但不足之处，在性质实验时，对比性不强，　

受时间限制严格，往往使教师和学生手忙脚乱，影响实验效果。若　

将这三个实验综合起来，设计为一个实验，先制取甲烷、乙烯、乙　

炔，再做性质实验。边实验，边比较，边总结，边提高，实验效果更　

佳。　

１　药品仪器　

１．１药品　

无水醋酸钠碱石灰（干燥）石灰水浓硫酸Ｏ．０１ＭＨ￣Ｏ　

碳化钙无水乙醇溴水０　０１ＭＫＭｎＯ　Ａｇ（ＮＨ￣）２ＮＯ　溶液沸　

石（或碎瓷片、沙子）。　１．２仪器　２５０×１０试管１支，５０Ｏｒａｌ配有导管和分液漏斗的广１７１瓶１　个，２５０ｍｌ带支管圆底烧瓶１个，２００＇１２温度计１支，酒精灯１个，　

铁架台１个，水槽（直径３５０—４００ｍｍ）１个，２５０ｍｌ广口瓶１２个，毛　

玻片ｌ２块（１２０×１２０ｍｍ），橡皮塞３个，直径－－４ｒａｍ玻璃管（长　２０ｍｍ）一根．棉花少许。胶头滴管３个。　

２反应原理　

２．１甲烷　强热无水醋酸和碱石灰的混合物可得甲烷　ＣＨ３－ＣＯＯＮａ＋ＮａＯ－Ｈ～－＿＋ＣＨ４　Ｔ＋ＮａＺＣ０３　

２．２乙烯　

乙醇跟浓硫酸作用，首先生成硫酸乙酯，硫酸乙酯在１６０。　

分解放出乙烯　

ＣＨ３ＣＨ：ＯＨ＋ＨＯ—ＳＯ１０Ｈ一——｝ＣＨ３ＣＨ２Ｏ０一Ｓ０２０Ｈ　ＣＨ　Ｈ　０一ＳＯ２（）Ｈ一—＿＋ＣＨ２＝ＣＨ２　１＋ＨＯ—ＳＯ２ＯＨ　２．３乙炔　

ＣａＣ２＋Ｈ２０＝Ｃ２Ｈ２　Ｔ＋Ｃａ（ＯＨ）２　

３　实验室制取装置和过程　

３．１实验室制取甲烷的装置和过程，见图１　

实验一 甲烷的制取和性质

一、实验目的

1、掌握甲烷的实验室制法。

2、验证甲烷的性质。

二、实验原理

1、甲烷的制备 实验室中，甲烷可由无水乙酸钠和碱石灰共热来制取。反应式如下：

CH3COONa+NaOH CH4↑+NaCO3

由于反应温度较高，在生成甲烷的同时，还会产生少量乙烯、丙酮等副产物。其中乙烯对甲烷的性质鉴定有干扰，可通过浓硫酸将其吸收除去。

2、烷烃的性质 甲烷和其他烷烃的化学性质都很稳定。在一般条件下，与强酸、强碱、溴水和高锰酸钾等都不反应。但在光照下可发生卤代反应生成卤代 烷烃。在空气中燃烧，生成二氧化碳和水。

三、仪器、药品

1、仪器：试管（Ф15×150mm）、大试管带导管（Φ25×200mm）、漏斗（60mm）、酒精灯、研钵、蒸发皿、托盘天平

2、药品：无水乙酸钠、碱石灰、稀高锰酸钾溶液（约0.01%）、2%溴水、饱和氢氧化钡溶液（或澄清的石灰水）、6mol/LH2SO4溶液。

四、实验步骤 Cao

△ ㈠ 甲烷的制备

取4克无水乙酸钠和8克碱石灰放在研钵中研细混合后，移至干燥硬质大试管中，管口配带有导气管的塞子，如图2—1所示装配仪器。装配好仪器后，试管口应稍微向下倾斜，防止副产品丙酮的冷凝液倒回试管底，引起试管爆裂。

准备好性质实验所用的试剂后，开始用小火微热试管全部，然后用较大火焰加热混合物。加热时应将火焰从试管前部逐渐向后移动，用生成的甲烷气体做下面的性质实验。

图3—2 甲烷的制备

㈡ 甲烷的性质：

1、加成反应：在试管中滴2ml 2%溴水，通入甲烷，观察溶液是否褪色。

2、氧化反应：在试管中滴1ml稀高钾锰酸溶液，1ml 6mol/LH2SO4溶液，通入甲烷，观察溶液是否褪色。

3、燃烧：点燃导气管口流出的气体，观察火焰的颜色。再往火焰上方罩一个清洁干燥的小漏斗，观察漏斗内壁有何现象。将漏斗用饱和氢氧化钡（或澄清的石灰水）润湿后再罩在火焰上，观察现象，并说明原因。

第 1 页,共 2页 甲烷的制法与性质

（学号：41107117 姓名：刘君城 班级：11级化学三班）

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

CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑

CH4+2O2 2H2O+CO2

三、主要材料与试剂

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、无水醋酸钠、NaOH、KMnO4、溴水、澄清石灰水

四、实验步骤

1.试剂的预处理

由于氧化钙，无水醋酸钠，三氧化二铁，氢氧化钠大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须先在研钵中分别研细。由于氢氧化钠极易潮解，所以应最后研，待药品都研细后在研钵中用玻璃棒搅拌混合均匀，通过纸槽装入大试管。

2.甲烷制取的改进

如图组装实验装置

（a）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。

（b）收集过程 点燃 加热

第 2 页,共 2页 ①称取4g醋酸钠和0.5g生石灰及氢氧化钠1.5g，研细混合均匀后装入预先卷成筒状的纸内，再装入试管，可避免加热时试管的破裂。将仪器如制O2装置一样装好。先均匀预热，再集中火力由管前向管尾加热。用试管收集气体应先验纯(CH4的爆炸极限的体积比为5%～15%)后收集或点燃。

②取3g无水醋酸钠，2 gNaOH,1药匙2gFe2O3，分别研细混匀。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上。预热1min后，再对试管底部加热，约1～2min，即有大量CH4生成。点燃，火焰高度达4～5cm，5min可收集500mL CH4。该反应不需烘干药品，产气快，气流稳，气量多，火焰大，节省时间，操作简便。

（c）验纯：

用排水法收集一试管甲烷气体，用大拇指按住试管口，将试管口向下略倾斜靠近酒精灯火焰，如果甲烷安静的燃烧或发出“噗”的一声，则说明甲烷纯净，可以进行下面的性质实验。