甲烷实验室制备及性质定稿版

一、实验目的1. 熟悉甲烷的制备方法；2. 掌握实验室制备甲烷的实验步骤；3. 了解甲烷的物理性质和化学性质。

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。

实验室制备甲烷的方法有：水解法、酸碱中和法、热分解法等。

本实验采用酸碱中和法，即利用醋酸钠和盐酸反应生成甲烷。

反应方程式：CH3COONa + HCl → CH4↑ + NaCl + H2O三、实验仪器与试剂1. 仪器：锥形瓶、导管、集气瓶、酒精灯、铁架台、胶头滴管、试管等。

2. 试剂：醋酸钠、盐酸、石灰水。

四、实验步骤1. 准备实验器材：锥形瓶、导管、集气瓶、酒精灯、铁架台、胶头滴管、试管等。

2. 在锥形瓶中加入适量的醋酸钠固体。

3. 用胶头滴管向锥形瓶中加入适量的盐酸，观察反应现象。

4. 当锥形瓶内产生气泡时，用导管将气体导入集气瓶中。

5. 收集满集气瓶的甲烷气体，用石灰水检验。

6. 观察甲烷气体的物理性质和化学性质。

五、实验现象与结果1. 当醋酸钠与盐酸反应时，锥形瓶内产生大量气泡，说明有气体生成。

2. 导管将气体导入集气瓶中，集气瓶内气体体积逐渐增大，说明收集到了甲烷气体。

3. 用石灰水检验收集到的气体，石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳。

4. 甲烷气体无色、无味、易燃，燃烧时火焰呈蓝色。

六、实验讨论1. 实验过程中，醋酸钠与盐酸反应速率较快，需要控制反应速率，以免产生过多气泡。

2. 导管插入集气瓶的深度要适中，避免气体泄漏。

3. 实验过程中，应注意安全，避免气体泄漏引起火灾。

七、实验结论通过本次实验，我们成功制备了甲烷气体，并观察到了甲烷的物理性质和化学性质。

实验过程中，我们掌握了实验室制备甲烷的方法和步骤，提高了实验操作技能。

八、实验拓展1. 尝试使用其他方法制备甲烷，如水解法、热分解法等。

2. 研究甲烷在工业生产中的应用，如用作燃料、化工原料等。

3. 探讨甲烷的环保问题，研究如何减少甲烷的排放。

甲烷的制备与性质一、实验原理ΔCH3COONa＋ NaOH====Na2CO3＋CH4 点燃CH4＋2O2====2H2O＋CO2CH4＋2Cl2====4HCl＋C甲烷制备装置二、实验操作过程与实验现象1.甲烷的制取称取4.5gCH3COONa，1.2gCaO，1.2gNaOH，混合加入研钵中，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500mLCH4。

2.甲烷的性质（1）甲烷与酸性高锰酸钾反应取一只试管，加入约3mL酸性高锰酸钾溶液，通入甲烷，观察颜色变化。

实验现象：无变化。

（2）甲烷与溴水反应用排水法收集满一试管甲烷，然后再加入约3mL溴水，塞上塞子振荡，观察颜色变化。

实验现象：无变化。

（3）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，观察现象。

换一个用石灰水浸润的烧杯罩在甲烷火焰上方，观察现象。

实验现象：淡蓝色火焰（夹杂有黄色火焰）。

（4）甲烷与氧气混合爆鸣实验以H2O2为原料，MnO2为催化剂，用排水法收集2/3体积的氧气，再收集1/3体积的甲烷，盖住瓶口，用抹布包住集气瓶，瓶口对住火焰点燃，发生爆鸣。

三、实验应注意的事项1.此实验成功的关键取决于药品是否无水。

即使是新购回的无水乙酸钠，亦应事先干燥后再使用。

2.该实验中的CaO并不参与反应，它的作用是除去苛性钠中的水分、减少苛性钠与玻璃的作用，防止试管炸裂，同时也使反应混合物疏松，便于甲烷的排出。

3.制备仪器如制氧气一般装好，用试管收集气体应先验纯（甲烷的爆炸极限的体积比为5%-15%）后收集或点燃。

4.CaO除了起干燥剂的作用外，还有使反应物疏松，让甲烷易于溢出，及传热作用。

此反应成功率不是很高，而且试管极易炸裂，不易刷洗。

5.若CH3COONa过量，加热时会分解出丙酮，甲烷燃烧火焰便带有黄色。

甲烷的制备和性质一、．目的要求1．熟悉实验室制备甲烷的原理、方法。

2．验证甲烷的性质。

二、实验原理甲烷是最具代表性的烷烃，也是最简单的烷烃。

实验室中常用无水醋酸钠和碱石灰共热的方法制备少量甲烷，其反应如下：CH3COONa+NaOH====CH4十+Na2CO3甲烷中的碳是饱和的，分子中的原子均以d键结合，所以化学性质稳定，常温下不和强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等发生反应。

在较特殊的条件下，甲烷也显示一定的反应能力，如可在空气中燃烧，与空气混合达到一定比例(5．53％～14％)时，遇火花即发生爆炸。

在光照条件下可发生卤代反应等。

三、实验用品1.试剂1.4g无水醋酸钠、0.4g氢氧化钠、0.4gFe2O3、0．1％高锰酸钾溶液、澄清石灰水、2.仪器普通试管、大试管(或硬质试管)、玻璃尖嘴导管、玻璃漏斗、酒精灯、水槽、铁架台。

四、实验装置实验室制备甲烷的装置如图所示。

实验室制备甲烷装置五、实验步骤1．甲烷的制备取一支干燥的大试管，称取无水醋酸钠1.4g、氧化铁0.4g和固体氢氧化钠0.4g 放到干燥的研钵中进行快速研磨，混匀，然后迅速转入大试管中。

按图连好装置。

大试管口要略向下倾，2．甲烷的性质(1)甲烷的稳定性取1支试管，一支加入约2mL0．1％高锰酸钾溶液，，然后通入甲烷，观察溶液的颜色无变化，说明甲烷不和强氧化剂反应。

(2)燃烧试验先检验甲烷的纯度，在试管口不点燃甲烷，听到“噗”的一声时，甲烷纯净。

然后在制取甲烷装置末端连接一玻璃尖嘴导管，并在上方罩一玻璃烧杯，点燃从尖嘴流出的气体，火焰的颜色为黄色、玻璃烧杯内壁上有水珠。

用蘸有澄清石灰水的烧杯罩住，发现有白色浑浊，说明有二氧化碳生成。

六、注意(1)作为吸水剂水的存在不利于甲烷的生成，氢氧化钠的吸水性很强(2)增加透气性加人氧化铁，混合物的表面积增大，有利于充分反应和甲烷气体的逸出。

保护试管生石灰可以减轻氢氧化钠对试管的腐蚀，同时还可以作为催化剂。

一、反应原理（一）实验室制取甲烷实验室利用醋酸钠和氢氧化钠相互作用制甲烷。

这个反应是一级均裂脱羧反应，即游离基反应。

链的引发和传递过程CH3COONa→·CH3+·COONa·CH3+NaOH→CH4+·ONa·ONa+CH3COONa→·CH3+Na2CO3当过热时，链的传递过程中将会产生副产物丙酮：·CH3+CH3COONa→CH3COCH3+·ONa实验室中一般总是用无水醋酸钠和碱石灰共热反应来制取甲烷碱石灰中的氧化钙不参加反应，但它能防止氢氧化钠潮解，而影响上述反应的进行。

同时可减少氢氧化钠加热时对玻璃的腐蚀作用，保护试管，使反应物疏松，便于甲烷排出。

（二）甲烷的化学性质甲烷在一般条件下，化学性质稳定。

如常温下与强氧化剂高锰酸钾、溴水不反应。

但在一定条件下，如点燃、高温或催化剂存在时，甲烷也可参与反应发生。

1．纯净的甲烷点燃时与氧气发生氧化反应同时放出大量的热。

CH4+2O2CO2↑+2H2O+890kJ2．高温、隔绝空气条件下甲烷发生分解反应称为热裂。

CH4C+2H23．见光条件下，甲烷与卤素发生取代反应。

CH4+Cl2CH3Cl+HClCH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2CHCl3+HClCHCl3+Cl2CCl4+HCl二、操作过程（一）实验室制甲烷实验室制取甲烷与实验室制取氧气都是加热固体混合物制取气体，所以操作相同。

（二）甲烷化学性质1．甲烷的可燃性①用排水法收集集气瓶1/3容积的甲烷气，再在此瓶内收2/3容积的氧气。

把集气瓶取出水槽，用毛巾包好瓶底，拿到蜡烛火焰上点燃，立即听到强烈的爆鸣声，气浪把蜡烛吹灭。

②甲烷的安静燃烧。

将纯净甲烷气点燃，观察淡蓝色火焰，把干燥洁净的小烧杯，倒扣在甲烷燃烧火焰的上方，观察烧杯壁上出现水雾。

立即关闭甲烷气，向小烧杯中倒入澄清石灰水，振荡，观察澄清石灰水变浑浊。

实验名称：甲烷的制取及其性质探究一、实验目的1. 学习甲烷的制取方法；2. 探究甲烷的性质；3. 了解甲烷的用途。

二、实验原理甲烷是一种无色、无味、易燃的气体，是天然气、沼气等的主要成分。

实验室常用无水醋酸钠与碱石灰反应制取甲烷。

反应方程式如下：CH3COONa + NaOH → CH4↑ + H2O + Na2CO3甲烷的性质如下：1. 易燃：甲烷在空气中遇明火、高温等易燃；2. 不溶于水：甲烷在水中的溶解度极低；3. 密度比空气小：甲烷的密度比空气小，因此会向上扩散；4. 无毒：甲烷无毒，但浓度过高会使人窒息。

三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：试管、酒精灯、火柴、集气瓶、铁架台、橡胶塞、导气管、水槽、量筒、滴管、玻璃片等；2. 实验试剂：无水醋酸钠、碱石灰、氢氧化钠、稀盐酸、澄清石灰水等。

四、实验步骤1. 制取甲烷：（1）取一只试管，加入适量的无水醋酸钠；（2）在试管中加入适量的碱石灰；（3）用橡胶塞塞紧试管口，插入导气管；（4）将试管固定在铁架台上，点燃酒精灯加热试管；（5）观察反应过程中产生的气泡，待气泡均匀产生后，用集气瓶收集甲烷；（6）待收集满甲烷后，将集气瓶倒置在水槽中，用玻璃片盖住瓶口。

2. 探究甲烷的性质：（1）验证甲烷的易燃性：将点燃的火柴伸入集气瓶中，观察甲烷是否能被点燃；（2）验证甲烷的不溶于水性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，观察甲烷是否溶解；（3）验证甲烷的密度比空气小：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，观察甲烷是否浮于水面；（4）验证甲烷的无毒性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，观察甲烷是否对水生生物产生影响。

五、实验结果与分析1. 制取甲烷：加热试管后，观察到试管内产生气泡，气泡均匀产生，说明甲烷已成功制取；2. 探究甲烷的性质：（1）易燃性：将点燃的火柴伸入集气瓶中，甲烷被点燃，说明甲烷具有易燃性；（2）不溶于水性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，甲烷未溶解，说明甲烷不溶于水；（3）密度比空气小：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，甲烷浮于水面，说明甲烷的密度比空气小；（4）无毒性：将收集满甲烷的集气瓶倒置在水槽中，水生生物未受到甲烷的影响，说明甲烷无毒。

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. 实验原理甲烷在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。

也是含碳量最小（含氢量最大）的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。

它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

1.甲烷的物理性质：甲烷是无色无味的气体，密度小于空气，极难溶于水2.甲烷的化学性质：在通常状况下，甲烷比较稳定。

在特定条件下，甲烷能与某些物质发生反应。

可以发生取代反应，氧化反应。

加热时可分解。

3.甲烷的实验室制取：甲烷制取的实质是一定量的无水醋酸钠与一定量的氢氧化钠作用生成碳酸钠和甲烷气体。

碱石灰中的生石灰，除起干燥剂的作用外，还有使反应物疏松，让甲烷易于逸出的作用。

4. 甲烷的性质验证：2CH 4+2O22H 2O+CO 2三. 实验仪器和药品 铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、坩埚钳、药匙、火柴、集气瓶、玻璃片、 无水醋酸钠、氢氧化钠、生石灰、高锰酸钾溶液、过氧化氢、点燃二氧化锰、溴水、澄清石灰水四.实验内容1.甲烷的制取：方法一：如图1.连接好装置（先不装入药品），检查装置的气密性。

在分析天平上称取约3g无水醋酸钠，2gNaOH,2gF e2O3，分别在研钵中研细混匀。

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，点燃酒精灯后，先均匀预热试管，然后集中在试管的中下部加热，导气管开始有气泡冒出。

待气泡快速、均匀冒出时，即表示管中空气排尽。

先在一个干燥试管收集气体进行验纯。

若气体以纯净，再开始收集。

方法二：如图1.连接好装置（先不装入药品），检查装置的气密性。

在分析天平上称取约，取6g无水醋酸钠,1.6g 氢氧化钠和1.6g氧化钙分别在研钵中研细混匀。

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，点燃酒精灯后，先均匀预热试管，然后集中在试管的中下部加热，导气管开始有气泡冒出。

甲烷的制法与性质王丹（2010级化学2班1223实验组）一、实验目的掌握甲烷的实验室制法以及了解甲烷的性质。

二、实验原理1、甲烷的制备：CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4↑2、甲烷的性质稳定，与高锰酸钾等强氧化剂不反应，与强酸、强碱不反应，难溶于水，碳原子上的氢易被取代。

CH4 + 2O2点燃2H2O + CO2三、材料与试剂铁架台（带铁夹）、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、药匙、石棉网、单孔塞（带导管）、大试管、火柴、集气瓶、玻璃片、分液漏斗、锥形瓶无水乙酸钠、氧化钙（或氧化铁）、氢氧化钠、高锰酸钾溶液、二氧化锰、溴水、澄清石灰水、过氧化氢（30%）四、实验操作过程与实验现象1、甲烷的制备用托盘天平称取4.5g乙酸钠粉末（不含结晶水，不用预处理除水），1.2g 氧化钙（氧化铁），1.2g氢氧化钠（快速称取）于研钵中混合研磨约1min，研磨均匀后，将混合药品装入大试管，按如图所示装置图安装（从下到上，从左到右）。

图1酒精灯先对试管均匀预热，再集中加热，当有连续的气泡冒出时开始收集气体。

2、甲烷的性质⑴与高锰酸钾反应将制好的甲烷气体通入装有高锰酸钾溶液的试管中，一段时间后，观察溶液变化。

现象：溶液无明显变化，甲烷与高锰酸钾不反应。

⑵与溴水反应将制好的甲烷气体通入装有溴水的试管中，一段时间后，观察溶液变化。

现象：溶液无明显变化，甲烷与溴水无反应。

⑶在空气中燃烧直接点燃导管尾部的甲烷气体（甲烷爆炸极限为5%~15%，体积分数），分别在其火焰上方罩一个干燥的小烧杯和一个用澄清石灰水浸润的小烧杯，观察火焰及烧杯的变化。

现象：看到淡蓝色火焰，干燥烧杯壁上有水雾产生，石灰水浸过的烧杯壁上出现浑浊。

CH4 + 2O2点燃2H2O + CO2⑷与氧气混合爆鸣将收集好的混合气（1∕3CH4，2∕3O2）移至酒精灯火焰上方，水平放置，瓶口下方略高于酒精灯瓶口，缓慢抽走玻璃片。

现象：产生尖锐的爆鸣声。

甲烷的制备与性质一、实验原理3234CH COONa NaOH Na CO CH ∆+−−→+↑422222CH O H O CO +−−−→+点燃甲烷是无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。

甲烷具有可燃性，甲烷燃烧时产生明亮的蓝色火焰；甲烷不能使高锰酸钾溶液和溴水褪色；在光照条件下可以和氯气发生取代反应。

二、实验操作过程与实验现象1.甲烷制取的改进方法一：①组装实验装置如右图：②实验步骤：a 、检查装置气密性：把导管的下端侵入水槽中，用双手紧握试管底部（也可用热毛巾捂热或者用酒精灯微热），如果观察到导气管口有气泡逸出，证明装置气密性良好；b 、取1.5g CH 3COONa 、 0.5 g NaOH 、0.5 g CaO ，将三者分别用研钵研细，再混合均匀，借用纸槽加入硬质试管中（药品平铺在试管底部），塞进单孔塞；c 、点燃酒精灯后，先预热试管1—2分钟，然后集中火力由管前向管尾加热；d 、用排水法收集（甲烷极难溶于水，且排水法易于验满）。

反应开始后，待气泡快速、均匀、连续冒出时开始收集，此时整个装置中的空气已排尽，当试管口冒出第一个气泡时，表示已集满，用手捂住试管口，移除水面；e 、验纯：把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。

f、实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯。

③实验现象：a、观察到反应物在加热时融化；b、验纯时，甲烷安静的燃烧，说明甲烷是纯净的。

④关键操作：a、加热时，缓缓向后移动酒精灯，保证充分反应，增加甲烷产量；b、甲烷在验纯时试管口应向下略倾斜。

⑤注意事项：a、该实验中的CaO 并不参与反应，它的作用是除去苛性钠中的水分、减少苛性钠与玻璃的作用，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；b、加热时应将试管向下倾斜；c、实验结束后，先撤导管，后撤酒精灯（防止水倒吸，使试管炸裂）。

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. 熟悉实验室安全操作规范。

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。

实验室中常用无水乙酸钠（CH3COONa）与氢氧化钠（NaOH）反应制备甲烷。

反应方程式如下：\[ \text{CH}_3\text{COONa} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_4 +\text{Na}_2\text{CO}_3 \]三、实验材料与仪器1. 无水乙酸钠（CH3COONa）2. 氢氧化钠（NaOH）3. 碱石灰4. 铁架台5. 酒精灯6. 试管7. 烧杯8. 导管9. 集气瓶10. 澄清石灰水11. 玻璃片12. 滤纸13. 秒表四、实验步骤1. 准备实验装置，将碱石灰填入干燥的试管中。

2. 称取1.5g无水乙酸钠和0.4g氢氧化钠，混合均匀。

3. 将混合好的试剂装入试管中，用玻璃片封口。

4. 将试管倒置于盛有碱石灰的烧杯中。

5. 点燃酒精灯，均匀预热试管，然后集中火力加热试管底部。

6. 观察反应过程中产生的气体，待气体充满集气瓶后，用玻璃片封口。

7. 将集气瓶倒置，用湿润的滤纸包裹，以防止水蒸气进入集气瓶。

8. 将集气瓶中的甲烷气体点燃，观察燃烧现象。

五、实验现象1. 反应过程中，试管中产生气泡，气体充满集气瓶。

2. 甲烷气体点燃后，产生明亮的蓝色火焰，火焰上方有少量水雾产生。

六、实验结论1. 通过实验，成功制取了甲烷气体。

2. 甲烷是一种无色、无味、易燃的气体，燃烧时产生明亮的蓝色火焰。

3. 实验过程中严格遵守实验室安全操作规范，未发生安全事故。

七、注意事项1. 实验过程中，应注意防止火灾和爆炸事故的发生。

2. 加热试管时，应均匀预热，避免局部过热。

3. 实验结束后，应将实验装置清理干净，并妥善处理废弃物。

八、实验讨论1. 实验中使用的无水乙酸钠和氢氧化钠为何能制取甲烷？2. 实验过程中，如何防止火灾和爆炸事故的发生？3. 甲烷的燃烧对环境有何影响？九、实验总结本次实验成功制取了甲烷气体，并观察到了甲烷的燃烧现象。