二氧化碳的实验室制取与性质（学生实验课）

姓名：_______________      组长：__________   组员:________________________

试验时间：___________      天气：______

实验名称：二氧化碳的实验室制取与性质

实验目的：1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。

          2.加深对二氧化碳性质的认识。

          3.培养学生的逻辑思维能力和实验操作能力以及团队精神。

实验用品：烧杯、集气瓶、玻璃导管、胶皮管、单孔橡胶塞、铁架台（带铁圈）、试管、试管夹、玻璃片、酒精灯。

大理石、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蜡烛、木条、水、火柴。

实验重点：实验室制取二氧化碳以及收集。

实验难点：二氧化碳与紫色石蕊溶液反应的现象分析。

课型：    实验课

课时安排：一课时

实验过程：

一：知识回顾：（同组讨论，指定一人回答）

1.实验室制取二氧化碳的药品，原理，反应装置和收集装置。

2.检查装置气密性的方法是什么？

3.用向上排空气法收集二氧化碳时，怎样检验二氧化碳已收集满？                                                                 

制取二氧化碳装置图

二：实验步骤：（教师指导，学生实验）

<一>制取二氧化碳：

1.如图所示连接仪器，并检查装置的气密性。

2．在试管中放入2药匙大理石，然后小心的注入稀盐酸，不能超过试管容积的1/2，立即用带有导管的橡胶塞塞住试管口，观察试管里发生的现象以及产生气体的颜色（现象：________,气体颜色为__________）。过一会儿，用向上排空

气法收集二氧化碳，并检验集气瓶中是否收集满二氧化碳。用玻璃片盖住已收集

满二氧化碳的集气瓶，备用。             验满装置图

<二>验证二氧化碳的性质：

1.向盛有少量澄清石灰水的试管中通入二氧化碳，观察现象。（现象为：_________________）.

2.向盛有少量紫色石蕊溶液中通入二氧化碳,观察现象.(现象为:______________).然后给该试管中的液体加热,观察现象.(现象为:_______________________).

3.把一支短蜡烛固定在烧杯内,点燃.拿起收集满二氧化碳的集气瓶中,向烧杯中缓慢倒入二氧化碳,观察现象.(现象为：______________________________，说明二氧化碳_______(“能”或”不能”)燃烧,也______支持燃烧,密度比空气密度_______).

三：问题与讨论：（学生讨论，教师分析总结）

1.在收集二氧化碳时，当有气体产生时，为什么要过一段时间再收集？

2.在检验二氧化碳是否收集满时，为什么要把燃着的木条放在集气瓶口，而不伸入到集气瓶中？

3.长期盛放澄清石灰水的容器内壁会产生一层白膜，请问是澄清石灰水与空气中的什么发生了化学反应，应该怎样除去？

4.总结实验室检验二氧化碳的方法。

5.向紫色石蕊溶液中通入二氧化碳后，溶液颜色为什么会由紫色变为红色？当加热变成红色的溶液后，溶液为什么又会变回紫色？

四．实验小结。

五．作业：回顾本实验并完善实验报告。

六．实验完毕，整理实验桌。

        

第二篇：甲烷的制法与性质实验报告

甲烷的制法与性质

李俊

（2009级1班第8实验小组，电话：137xxxxxxxx）

一、实验目的:

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:

CH3COONa+NaOH

CH4+2O2 点燃 △ CaO Na2CO3+CH4↑(其中CaO能稀释NaOH，防止NaOH腐蚀玻璃) 2H2O+CO2

三、主要材料与试剂:

铁架台、酒精灯、托盘天平、研钵、水槽、药匙、玻璃棒、火柴、集气瓶、毛玻璃片、大试管、小试管、导气管、无水醋酸钠、NaOH、Fe2O3、KMnO4、溴水、澄清石灰水

四、实验内容

1.试剂的预处理

由于氧化钙，无水醋酸钠，三氧化二铁，氢氧化钠大都为块状颗粒为使反应物充分接触，使用前必须先在研钵中分别研细。由于氢氧化钠极易潮解，所以应最后研，待药品都研细后在研钵中用玻璃棒搅拌混合均匀，通过纸槽装入大试管。

2.甲烷制取的改进

如图组装实验装置

（a）检验装置气密性：把导管的下端侵入水槽中，用双手紧握试管底部，如果观察到导气管口有气泡逸出，证明装置气密性良好。

（b）收集过程

①称取4.5g醋酸钠和1.2g碱石灰及氢氧化钠1.2g，研细混合均匀后装入预先卷成筒状的纸内，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。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。

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②或者取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，操作简便。

（c）验纯：

用排水法收集一试管甲烷气体，用大拇指按住试管口，将试管口向下略倾斜靠近酒精灯火焰，如果甲烷安静的燃烧或发出“噗”的一声，则说明甲烷纯净，可以进行下面的性质实验。

4.甲烷的性质

(1)甲烷与酸性高锰酸钾溶液反应。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。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，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。

(5)甲烷与氧气混合爆鸣实验。以H2O2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；

五、注意事项

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.此实验制取甲烷时试管容易爆炸，在加热时应注意。同时也应先加热药品前面，防止生成的气体将前面的药品带出去。

六、思考与讨论

1.醋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：CH3COONa→·CH3+·COONa

甲烷生成：·CH3+NaOH→CH4+·ONa

碳酸钠生成：·ONa+CH3COONa→·CH3+Na2CO3

链终止：·ONa+·COONa→Na2CO3

当反应的温度过高时：

·CH3+CH3COONa→CH3COOCH3+·ONa

链终止时产生CO：2·COONa→CO+Na2CO3

2.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，还会发生两分子醋酸钠生成丙酮：2CH3COONa→CH3COCH3+Na2CO3 当丙酮混入甲烷，火焰就夹带有黄色。

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评价：通过此次实验，巩固了初中制取甲烷的实验，对于甲烷的制取和性质有了更深入的了解，对于实验过程中细节部分也尽量达到了精准化。

七、相关文献与重点文献综述

1.本实验按照课本介绍的方法, 用无水NaAc 与市售碱石灰加热制取甲烷, 温度要求高且反应速度很缓慢, 产气量少, 不仅集气时间长, 而且可燃性实验往往无法进行。其主要原因是在市售的碱石灰试剂中,NaOH 的含量只占1/ 7, 含有水分相当多, 不适用于制甲烷, 通过实践, 我们使用新的自配制试剂后加热只需要一般酒精灯, 而且反应速度快, 产气量足。

2.甲烷制取是中学、大学基础化学实验的一项重要内容对其制备方法,尤其是金属氧化物

的催化作用, 已有大量的研究报导看法也不一致。按现在教科书方法进行甲烷制取实验, 效果不佳, 产气量不足杂质气体量多, 反应速度慢, 点燃实验焰色未能达到理想要求。本文针对上述问题进行了大系统性的对照实验, 在多次的反复验证中, 提出了甲烷的最佳制取案, 并讨论其反应机理。

3.甲烷的制取实验是中学有机化学的一个重要实验, 也是不容易做成功的一个实验。利用

新出炉的煤渣代替“石灰”,作吸水剂制取甲烷, 实验效果好。

八、参考文献

[1]袁国新.甲烷制取和性质实验的改进[M].江苏省启东中学，2000，(09).

[2]郭南芳,游利坚,周文富.影响甲烷制取的因素研究[J].中学化学参考 ，1997，（02）.

[3]熊 英.甲烷制取实验的改进[M].武汉市三十中学1996,(03).

[4]王文丽,叶俊丽. 甲烷制取实验的几点改进[M].铜川市第3中学1995,(12)

[5]任有良,李晓霞,邓忠朝. 甲烷制备实验中两个问题的探讨[J].商洛师范专科学校学报, 2004,(04) .

[6]李圣菊. 对《甲烷的制备》实验的探究[J].教学仪器与实验(中学版), 2006,(03) .

[7]石启英,任有良. 甲烷制备实验中有关副反应的探讨[J].纺织高校基础科学学报, 2003,(02) .

[8] 任有良,石启英,周春生. 甲烷制备实验中掺入物的选择[J].教学仪器与实验, 2005,(11).

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