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1、甲烷的制法与性质一、实验原理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。CH3COONa+NaOH＝Na2CO3+CH4↑CH4+2O2＝2H2O+CO2CH4+2Cl2＝4HCl+C由于该实验用的是固-固反应，因此，反应装置可用前面学过的制备O2的装置，而收集装置用向下排空气法或排水法。二、实验操作过程与实验现象1.试剂的预处理由于无水醋酸钠极易吸水，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搅拌，使受热均匀。用坩埚钳将蒸发皿从三角架上移至石棉网上冷却，再用
2、改锥起出醋酸钠，转移至研钵，研细备用。（一般样品处理有老师提前一天完成）将碱石灰加热灼烧除湿后，放于研钵研细备用。2.甲烷的制取（传统）操作：称取4.5g处理过的醋酸钠和1.2g氢氧化钠和1.2g氧化钙，混合均匀后装入预先卷成筒状的铝箔内（用纸槽也可以），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，如下图所示：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。现象：试管内的试剂在产生气流的作用下发生移动，水槽中的导管口有气泡冒出。3.甲烷制取的改进方法
3、1：取2药匙(约3g)无水醋酸钠，1药匙(约2g)NaOH,1药匙(约2g)Fe2O3，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。方法2：按堆量(药匙量取)，CH3COONa∶CaO∶NaOH=2∶3∶1，CaO的量可以较随意，多一些试管腐蚀较轻，少一些腐蚀较重。取好后当即将三者研细混匀，随即使用。本次实验用
4、方法一来制取甲烷。4.甲烷的性质(1)甲烷与酸性高锰酸钾溶液反应。操作：取一支试管，加入约3mL酸性高锰酸钾溶液，通入甲烷，观察颜色变化。现象：无现象，高锰酸钾溶液不退色。(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。(3)甲烷在空气中的燃烧。操作及现象：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，可观察到烧杯壁上有水珠生成。换一个用石灰水浸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。反应：CH4+2O2＝2H2O+CO2CO2+Ca(
5、OH)2=CaCO3+H2O(4)甲烷与氯气的取代反应。将一瓶甲烷与一瓶氯气瓶口相对，上下翻倒几次，使其混合均匀，然后在两瓶口间插入两块磨砂玻璃片，分开两瓶，盖好瓶口，放在光亮处(不可使阳光直射)一会儿，可看到瓶内颜色逐渐变浅，用玻璃棒蘸取浓氨水接近瓶口，立即有白烟生成(NH4Cl)。(5)甲烷与氧气混合爆鸣实验。方法一：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，发生爆鸣；方法二：上述容器还可改用试管进行，以消除实验者的恐惧心理。方法三：将两种气体用同一塑料瓶收
6、集(VO2∶VCH4=2∶1)，满后给瓶口塞一带导管的塞子，然后将混合气体向肥皂液中挤压，吹出肥皂泡后，再用火柴燃之，发出“叭叭”的爆鸣声。三、实验应注意的事项1.此实验成功与否的关键取决于药品是否无水。即使是新购回的无水醋酸钠，亦应事先干燥后再使用。2.碱石灰是苛性钠和生石灰的混合物(1∶1)。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再用。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。3.该实验所需的氯气常温下可用KMnO4和盐酸
7、(8mol.L-1)制取，收集氯气用排饱和食盐水法来进行。四、相关文献与重点文献综述甲烷制备实验的探讨[J]中，对中实验室制备甲烷的方法进行了探究，三种制备方法中,单用碱石灰与无水乙酸钠反应,反应时间很长,甲烷产率较低,效果差这显然与碱石灰的主要成分为氢氧化钙有关。由于氢氧化钙在高温时容易发生分解反应生成氧化钙和水,所以,无水乙酸钠和碱石灰共热,同时发生了如下两个反应:2CH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3Ca(OH)2CaO+O即真正与无水乙酸钠起反应生成甲烷的,仅是碱石灰的次要成分氢氧化钠。而碱石灰的要成分氢氧化钙及受热后分
8、解出的氧化钙,虽然减小了氢氧化钠与试管的接触面,起到了保护试管的作用,但是,它们也大大减小了氢氧化钠与无水乙酸钠的接触面,冲稀了反应物浓度,再加上氢氧化钙分解生成的水也不利于生成甲烷的反应,于
