中教实验报告甲烷的制备及性质实验

中教实验报告

——11级化学2班 王晓娟 41107073

甲烷的制备及性质实验

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 CH3COONa + NaOH

点燃△ Na2CO3+CH4↑

CH4 + 2O2 甲烷的性质：

2H2O+CO2

物理性质。甲烷，又名沼气，天然气，生物气。是无色、无臭、易燃的气体。熔点-182.5°C，沸点-161.5°C ，相对密度(空气=1) 0.55，不易溶于水。

化学性质。性质稳定，不易与强酸、强碱、卤素单质的水溶液和强氧化剂反应，燃烧产生明亮的蓝色火焰。 三、仪器试剂

仪器：硬质大试管、铁架台、夹子、酒精灯、橡皮塞、打孔器、橡皮软管、玻璃弯管、水槽、集气瓶、毛玻璃片、纸槽、火柴、坩埚钳、护目镜、电子天平、称量纸

试剂：无水乙酸钠、NaOH固体、生石灰、Fe2O3、溴水、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水。 四、实验装置

五、操作步骤 1.制备甲烷

方法一：分别称取CH3COONa 4.5g 、CaO 1.2g 、NaOH 1.2g ，研细后混匀。将药品装入干燥试管，管口略向下倾斜(约30°左右)，塞上带导气管橡皮塞并固定于铁架台上。预热后，在对试管中下部加热，即有CH4生成。（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，同时也使反应物混合疏松，便于甲烷气体的逸出）。

方法二：取无水乙酸钠5g、NaOH 2g、Fe2O3 2g（无水乙酸钠、NaOH、Fe2O3的体积比为：2∶1∶1），分别研细混匀，剩余步骤与上一种方法相同。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。 2.甲烷气体的收集

由于甲烷气体不溶于水，所以可以采用排水法进行收集。在收集甲烷气体时，要先检验甲烷的纯度（待气泡快速、均匀冒出时，收集一试管甲烷，瓶口对住火焰点燃，不发生爆鸣，开始收集甲烷气体）。

3.性质实验

1)甲烷与酸性高锰酸钾溶液的反应

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。 2)甲烷与溴水反应

取一支试管，加入约3mL溴水，通入甲烷，观察颜色变化。 3)甲烷在空气中的燃烧

甲烷经验纯后点燃，在甲烷火焰上方倒置一个用石灰水浸润的烧杯，观察现象。

4)甲烷与氧气混合爆鸣实验

用排水法分别收集1/3集气瓶的甲烷，再收集2/3体积的氧气，盖好瓶口，用抹布包住集气瓶侧壁，带好护目镜。瓶口朝向空旷无人的方向，用坩埚钳夹着燃烧的火柴点燃混合气（注意毛玻片必须在火焰接近之前移走），发生爆鸣。 六、实验现象结果

1.通入甲烷，酸性高锰酸钾的颜色不发生变化。证明甲烷性质较稳定，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。

2.通入甲烷，溴水颜色不发生变化。证明甲烷不与溴水发生加成。

3.甲烷经验纯后点燃，可看到伴有黄色的浅蓝色火焰。（甲烷点燃后火焰呈黄色的可能原因有：玻璃尖嘴中的钠离子的焰色反应；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2CH3COONa→CH3COCH3+Na2CO3当丙酮混入甲烷，火焰就夹带有黄色）。

4.在甲烷火焰上方倒置一个用石灰水浸润的烧杯，可观察到石灰水变浑浊。证明甲烷在空气中燃烧有CO2生成。

5.爆鸣实验中，混合气一经点燃，立刻发出砰的爆炸声，并喷出圆柱体火光。证明甲烷与氧气混合时爆鸣很剧烈。 七、注意事项

1.该反应是在无水的条件下进行的，所以发生装置必须是干燥的。

2.研细的药品一定要混匀。CaO的量可以较随意，多一些则NaOH对试管的腐蚀较轻，少一些腐蚀较重。 3.爆鸣实验比较危险，爆鸣时，集气瓶口不可以对准人，防止被喷出的气流伤到。