甲烷的制法 【實驗?zāi)康摹?1. 學(xué)會實驗室制取甲烷的方法; 2. 掌握有關(guān)的實驗操作的技能。 【實驗原理】 無水醋酸鈉與氫氧化鈉在加熱的條件 下可發(fā)生脫羧反應(yīng),生成甲烷氣體。 反應(yīng)的化學(xué)方程式為: CH3COONa+NaOH △ CaO Na2CO3+CH4↑ 【實驗裝置】 圖7-25 甲烷的制備 【實驗步驟】 1. 按圖7-25把儀器安裝好并檢查裝置是否漏氣。 2. 取1藥匙研細(xì)的無水醋酸鈉和3藥匙研細(xì)的 堿石灰,在紙上充分混合,迅速裝入試管。 3. 小心地加熱盛有混合物的試管,等到試管 中的空氣排出后乙炔實驗室,用排水法把甲烷收集在 試管里。 【注意事項及成敗關(guān)鍵】 1. 無水醋酸鈉與氫氧化鈉的反應(yīng)須在無水 條件下才能順利進(jìn)行。 如果有水存在,就會使醋酸鈉變?yōu)殁c 離子和醋酸根離子,從而不能發(fā)生脫羧反 應(yīng)。另外,水的存在也會使反應(yīng)達(dá)不到反 應(yīng)所需的溫度。因此在反應(yīng)前,應(yīng)將反應(yīng) 物及堿石灰干燥。 2. 加熱 反應(yīng)物時應(yīng)緩緩加熱,否則加熱 過猛會發(fā)生副反應(yīng),可產(chǎn)生丙酮、乙烷、 不飽和烴以及二氧化碳等雜質(zhì)氣體,這些 雜質(zhì)的存在會影響甲烷性質(zhì)的檢驗。 3. 制取甲烷時,堿石灰中的生石灰并不 參加反應(yīng)。
在此反應(yīng)中它起三個方面的作用: 一是:稀釋混合物的濃度,使生成的甲烷 氣體易于外逸; 二是:由于生石灰的存在酒精報警器,減少了氫氧化 鈉在高溫時跟玻璃的作用,防止試 管破裂; 三是:由于氫氧化鈉吸濕性很大,水分的 存在不利于甲烷的生成,利用生石 灰可吸收水分。 乙烯的實驗室制法 (注酸入醇) 1.試劑:濃硫酸與無水乙醇(體積比3:1) 2.原理: H H HH 濃H2SO4 H—C—C—H H—C=C—H + H2O 170?C H OH 副反C應(yīng)H3:-CCHH23--OCHH2OH濃170H+02CSOC4H3-CCHH22=OHCH2濃1↑4H0+℃2HS2OO4 CH3-CH2-O-CH2-CH3 + H2O 乙醚 3.裝置: A 1、固+液 2、固+固 3、固+液 B C 氣 可用( 氣 可用( 氣 可用( )裝置常用做制( H2 CO2) )裝置常用做制( O2 NH3) )裝置常用做制( Cl2 ) 制備裝置 鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒瓶、 溫度計、帶導(dǎo)管的橡膠塞、集氣瓶、 (碎瓷片)、水槽 排水集氣法 注意事項: 反 酸應(yīng)沒中有有脫為生水成 性什水 會么, 導(dǎo)濃會 致硫使 實酸濃 驗用硫 失量酸 敗要稀。
釋多,?而稀硫 1.反應(yīng)中濃硫酸和酒精的體積比是3 :1,順序是 先加酒精再加濃硫酸,濃硫酸作催化劑和脫水劑。 2.在圓底燒瓶中加入少量的碎瓷片,以免混合液 在受熱時暴沸 3.溫度計的水銀球插在液面下,并不接觸瓶底。 4.加熱升溫要迅速,并達(dá)到170℃左右。 5.實驗結(jié)束時,應(yīng)先撤導(dǎo)管,后撤酒精燈。 6.特別注意溫度計的量程應(yīng)在200℃以上。 濃硫酸使乙醇脫水而炭化 因此本實驗可能產(chǎn)生哪些雜質(zhì)氣體? C2H5OH 濃H2SO4 2C+3H20 CO2、 SO2 C+2H2SO4== CO2↑+SO2↑+2H2O 問題思考 1、如何使氣體的凈化? NaOH H2SO4 [思考]在實驗室里制備的乙烯 中常含 有SO2,試設(shè)計一個實驗乙炔實驗室,檢驗SO2的存在并驗證乙 烯的還原性。 品紅溶液①的作用: 驗證二氧化硫的存在 氫氧化鈉溶液的 除去SO2,以免干擾乙烯性質(zhì) 作用: 實驗的驗證 品紅溶液②的作用: 檢驗SO2是否除凈 如何證明乙烯有還原性: 酸性高錳酸鉀溶液褪色 實驗室乙烯制取速記法: 硫酸乙醇三比一乙炔實驗室, 冷水浴中混一起, 加入碎石溫度計, 迅速升溫一百七. 三、乙炔的實驗室制法: (一)整體知識回顧 1、原料:CaC2與H2O 2、反應(yīng)原理: CaC2+2H2O C2H2↑+Ca(OH)2 H=-127KJ/mol 3、裝置:固液反應(yīng)不加熱的裝置 4.凈化:用硫酸銅溶液除去H2S等氣體 5.收集方法:排水法 6.尾氣處理:點燃(燃燒法) 7、實驗注意事項: ⑴、反應(yīng)裝置不能用啟普發(fā)生器。
原因:a反應(yīng)劇烈,難控制反應(yīng)速率; b反應(yīng)放熱氫氣報警器,易使啟普發(fā)生器炸裂; c生成的糊狀Ca(OH)2會堵塞導(dǎo)管; ⑵、實驗中常用飽和食鹽水代替水,得到 平穩(wěn)的乙炔氣流。 (二)知識點詳解 (1)反應(yīng)原理: CaC2+2H—OH C2H2↑+Ca(OH)2 練:CaC2和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等都同屬 離子型碳化物,請通過對CaC2制C2H2的反應(yīng)進(jìn)行思 考,從中得到必要的啟示,寫出下列反應(yīng)的產(chǎn)物: A.ZnC2水解生成 ( C2H2 ) B.Al4C3水解生成( CH4 ) C.Mg2C3水解生成( C3H4) D.Li2C2水解生成 ( C2H2) 氣體發(fā)生裝置 固體反應(yīng)物加熱制氣 例如:氧氣 有液體反應(yīng)物,反 固體和液體混合 應(yīng)需要加熱,例如:制氣,例如:氫氣、 氯氣 二氧化碳等 裝置:固液不加熱型 啟普發(fā)生器 氣體收集裝置 收集比空氣重的氣體 收集難溶或微溶于水 收集比空氣輕的氣體 例如:氧氣、氯氣 的氣體例如:氧氣、 例如:氫氣、氨氣 氫氣、 一氧化碳 尾氣的處理 A B C D 說明:吸收溶解速度不很快,溶解度也不很大的氣體用裝置A; 若氣體在吸收劑中溶速快且溶解度極大,易倒吸,選用B; 少量尾氣可以集于氣球中,選用C; 難以吸收的可以點燃處理,選用D。
練習(xí):請選出Cl2 、HCl 、CO尾氣處理的裝置 (2)裝置:固液不加熱型 實驗室制取乙炔的裝置 實驗室制取乙炔的改進(jìn)裝置 飽和食鹽 水減緩反 應(yīng)速率 棉花防止 產(chǎn)生的泡 沫涌入導(dǎo) 管 塊狀電石 減緩反應(yīng) 速率 硫酸銅溶液除去反應(yīng)時 少量雜質(zhì),硫化鈣、砷 化鈣、磷化鈣與水作用 生成H2S、AsH3、PH3等 有特殊的氣味的氣體 禁用啟普發(fā)生器,因: a反應(yīng)劇烈,難控制反應(yīng)速率
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