《甲烷的制备及性质实验》

一、实验目的

1.掌握甲烷的原理及其操作技术实验室制法 2．了解甲烷的物理和化学性质

3。通过对比的实验方法来加深对甲烷性质的理解．

二、实验原理 1、甲烷的制备

实验室中,甲烷可由无水乙酸钠，氢氧化钠和氧化铁共热来制取,药品比例为ＣH3COONa：

NaOH：Fe2Ｏ３=３：2：2. 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。

点燃 氧化反应:ＣＨ４ + ２O2 CO2↑ + 2H２O

→取代反应:卤代反应生成卤代烷烃。 ﻫ三、实验试剂和仪器

试剂:无水醋酸钠、氢氧化钠、三氧化二铁、澄清石灰水。

仪器:铁架台、大试管、带导管的塞子、集气瓶、毛玻璃片、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、药匙、火柴

四、实验操作 ㈠ 甲烷的制备

称3g无水乙酸钠在研钵中研细，继续称取２ｇ氢氧化钠在研钵中研细,最后称取2ｇ氧化铁在研钵中研细，最后将三样药品在研钵中混合均匀，拿纸槽小心地将药品加入到干燥的试管中.

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，先验纯,然后收集甲烷气体。

关键操作：(1） 装药品之前一定要先进行气密性检查，并且保证是干燥的试管;

(2) 药品尽量混合均匀，使反应充分进行； (3） 酒精灯加热时要先预热,然后从前往后缓慢移动，保证充分反应的同时， 防

止药品因气流作用冲出堵住试管口。

【实验现象】：药品缓慢融化，试管壁上有水珠产生.

（二） 甲烷的性质 燃烧：先验纯甲烷气体,然后点燃导气管口流出的气体,观察火焰的颜色。往火焰上方倒扣一个洁净干燥的烧杯，观察烧杯内壁现象；再往火焰上方罩一个集气瓶(集气瓶中事先倒有澄清石灰水）,观察集气瓶内壁有何现象。

关键操作:要等导管口有连续的气泡冒出时,然后点燃;燃烧时可用黑色的背景来帮助同学观察火焰颜色。

【实验现象】: ﻫ（1)甲烷在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色; （2）烧杯内壁有水生成，说明甲烷燃烧产物为水；

（3）杯壁有一层白膜生成,即燃烧有二氧化碳生成。

五、教学过程 教师活动 学生活动 教学意图 【引入】大家都知道我们日常中所使用的倾听思考并回答 引入生活情景，激发学生学习天然气的主要成分是什么?对，是甲烷。 兴趣． 甲烷也是烷烃中最简单的化合物。 【复习回顾】通过理论课的学习，我们已经知道了甲烷的分子式是：CH4．空间构型:正四面体。那么甲烷有哪些物理和化学性质呢?(板书物理性质:密度比空气小）让我们一起通过实验来探究一下。 首先甲烷制备的原理： CH3COONa+NaOH → CH4+NａCO３ 【甲烷的制备】称3g无水乙酸钠在研钵中研细,继续称取2g氢氧化钠在研钵中研细,最后称取２g氧化铁在研钵中研细，最后将三样药品在研钵中混合均匀,拿纸槽小心地将药品加入到干燥的试管中. 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，先验纯,然后用排水法收集甲烷气体。 复习回顾 复习已有知识,为甲烷的制备和性质实验做知识准备． 观察并思考 （1）氧化铁的作用是什么? (2)为什么试管需要干燥? (3)为什么要从试管前部开始加热？ (4)为什么用排水法收集甲烷，可以用向下排空气法么? 仔细观察实验操作及实验现象,明白反应原理及甲烷与空气混合遇明火易发生爆炸的现象。 【提问】通过收集到的甲烷气体,询问学思考并回答 生甲烷的颜色、气味、状态（常温下）、是否溶于水 【过渡】探究完甲烷的物理性质,接下来我们探究一下甲烷的化学性质：甲烷的燃烧.那么甲烷燃烧可能会生成什么呢? 点燃 (板书)CH4 + 2Ｏ2 思考并回答 引发学生思考,通过实验现象了解甲烷物理性质，更加直观明了。 引发学生思考及探究的欲望。 →? 同学们可以根据元素守恒(C、H、O）猜测一下。有二氧化碳、一氧化碳、水。那我们通过实验来验证一下． 【甲烷的燃烧】先验纯甲烷气体,然后点燃导气管口流出的气体，观察火焰的颜色。往火焰上方倒扣一个洁净干燥的集气仔细观察实验现象。(1）烧杯内壁现象 根据实验现象得出燃烧产物,使得理论更具说服力。 瓶，观察烧杯内壁现象；再迅速往集体瓶（2)集气瓶中澄里加入少量澄清石灰水，观察澄清石灰水清石灰水是否变是否变浑浊。 浑浊 【总结】那么今天的实验就做到这里,我们来总结一下甲烷的相关物理性质及化学性质. 物理性质：密度比空气小、无色无味、气体(常温下)、不溶于水、 化学性质:可燃（蓝色火焰) 点燃 CH4 + ２O2 CO2↑ ＋ 2H2O 总结回答 回顾实验课所学内容 →

实验注意

1、由于一定量甲烷和空气的混合遇火会发生爆炸,故必须待空气排尽后,才能做甲烷的可燃性试验。 2、由前向后加热是为了使先生成的甲烷顺利逸出。如果先加热试管底部,开始生成的甲烷气体容易冲散混合物，甚至堵塞导管。

3、制备甲烷的大试管、药品必须是干燥的，否则甲烷难以生成。

教学过程方面:甲烷的制备及其性质实验这节课的重点是要让同学明确甲烷的组成及其性质,培养学生的动手能力及思维能力，同时要让同学们形成一种安全意识，环保意识，并且了解有关能源利用的知识。那么如何让同学们在实验中能够抓住重点,从现象看本质就是教学者所面临的一个挑战。汪老师用的是动画模拟的办法,那么我们可已在已有的基础上把微型实验和动画模拟结合起来，让同学做课堂的主人,让老师做一个辅助者帮助同学们来学习。