甲烷的制法与性质实验报告

1、甲烷的制法与性质一、 实验的目的与要求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H3COONa+NaOH CH4+Na2CO3CH4+2O2点燃2H2O+CO2CH4+2Cl2=4HCl+C三、 主要材料与试剂 铁架台、酒精灯、托盘天平、试管、研钵、水槽、坩埚钳、蒸发皿、石棉网、镊子、药匙、玻璃棒、火柴、集气瓶、玻璃片。 无水乙酸钠、生石灰、NaOH、Fe2O3、KMnO4、MnO2、溴水、澄清石灰水。四、 实验内容1、 试剂的预处理由于无水乙酸钠极易吸水，使用前必须先放在蒸发皿中加热灼烧。其现象为熔化、凝固、再熔化，至变为灰色即停止加热，此过程一直要用玻璃棒

2、搅拌，使受热均匀。冷却后研细备用。碱石灰同样加热灼烧除湿后研细备用。2、 甲烷的制取称取1.5g处理过的乙酸钠和0.4g CaO、0.4g NaOH，混匀后装入试管。将仪器如图装好，先均匀预热，再集中火力由管前向管尾加热。产生气体先验纯后收集或点燃。3、 甲烷制取的改进取3g无水乙酸钠，2g NaOH,2g Fe2O3,分别研细混匀。将药品装入干燥试管，如上图安装好仪器。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，操作简单。4、 甲烷的性质（1）

3、 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，观察到溶液颜色无变化。（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，观察到溶液颜色无变化。（3） 甲烷在空气中的燃烧甲烷经验纯后点燃，可看到淡蓝色火焰。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。（4） 甲烷与氧气混合爆鸣实验以KMnO4为原料，用排水法收集2/3体积的氧气，再收集1/3体积的 甲烷，盖好瓶口，用抹布包住集气瓶，瓶口对住火焰点燃，发生响亮的 爆鸣声。五、 注

4、意事项1、 实验关键在于药品是否无水。即使是新购回的无水乙酸钠，也应事先干燥后使用。2、 碱石灰是苛性钠和生石灰的混合物（11）。市售碱石灰中加有粉红色指示剂，使用前应先烘炒至白色后使用。该实验中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，便于甲烷气体逸出。3、 爆鸣实验一定要注意安全。六、 思考与讨论1、 乙酸钠和氢氧化钠反应制取甲烷的反应一般认为是自由基反应，它由以下过程组成。 链引发： CH3COONaCH3+COONa 甲烷生成： CH3+NaOHCH4+ONa 碳酸钠生成： ONa+CH3COONaCH3+Na2CO

5、3 链终止： ONa+COONaNa2CO3 当反应的温度过高时： CH3+CH3COONaCH3COOCH3+ONa 链终止时产生CO： 2COONaCO+Na2CO32、 甲烷点燃后火焰呈黄色的原因有：燃烧不充分；甲烷气不纯。如制气加热过猛或NaOH用量不足，还会发生两分子乙酸钠生成丙酮： 2CH3COONaCH3COCH3+Na2CO3 当丙酮混入甲烷，火焰就夹带有黄色。七、 相关文献与重点文献综述 甲烷的制取和性质实验是高中化学教材的教学内容，是中学阶段接触有机化学的第一个实验，是重点,也是难点。它不但能帮助学生掌握固-固混合加热制取气体所需仪器的正确使用和安装方法，而且还能培养学生理

6、论联系实际，分析问题、解决问题的能力。但传统甲烷实验教学中往往存在产气量少、耗时较长、焰色为黄色等不足。 在传统实验教学中，甲烷的实验室制法存在的不足主要体现在下面六个方面： 反应过程中，大试管易炸裂； 甲烷的产气量不足，且产气不连续、速率较慢； 甲烷在点燃时火焰呈黄色； 反应完成后，物质垢结在大试管的管壁上，难以洗涤干净； 反应耗时较长； 甲烷的制取和性质实验所需药品成本较高等。为解决以上问题，国内相关的实验改进研究也较多，也提出了各种改进方案，但效果仍不尽人意。针对这些问题，也有人提出运用多媒体课件的手段来完善该实验以达到课堂演示及教学的目的，以利于学生观察到近似真实实验的现象并作出进一步

7、的分析，掌握和巩固与此实验相关的知识。利用多媒体课件来进行该课堂实验的教学，具有及其显著的优越性。首先，保证在有限的课堂教学时间内既顺利完成讲授任务，又能成功地完成演示实验；其次，能更好地突破教学难点。多媒体课件将充分地使用文字、图片、按钮、超链接等效果把甲烷的空间构型等微观结构展示出来，用动画、声音来形象地描述物质的性质特征，大大地增加了教学信息量，所营造的气氛和传达的信息，已经超越了传统课堂演示实验、教师单调的语音和板书所传达的信息，学生从不同的感官，不同的侧面加深对甲烷的认识。化学是一门实践性很强的学科，绝大部分的化学知识是通过实验得来或通过实验验证的，实验本身因为具有直观的特点而对学生有着很大的吸引力，课堂上实验的合理、成功演示将对学生课堂学习起到培养兴趣、集中注意、加深刺激的作用。八、 参考文献 1 李广洲, 陆 真.化学教学论实验J.科学出版社.2006年2月第二版.73-812 罗元东, 刘 静.对甲烷的制取实验的再商榷J.化学教育.2001年第8期.483 吴良根.中学化学多媒体课件制作的探索J.中国教育学刊.2005年10月第10期.60-634 袁中直.化学多媒体CAI小课件的制作J.化学教育.2000年第4期.20-215 裘子煦.多媒体实验教学课件的设计与制作J.湖北汽车工业学院学报.2004年9