实验八甲烷的制备及鉴定实1.掌握甲烷的实验室制备原理。验目2.掌握验证甲烷的性质的反应。的用醋酸钠和碱石灰法制备甲烷。实主、副反应为：验原CHCOONa +NaOH-→CH4+NazCO3理CH,CH,COONa +NaOH→CH +C,H+H, + CH-CH1.天然气水合物一可燃冰，据知地球上存量1.8亿亿立方米（按碳计算，约为煤、石油天然气总和的两倍），可使用1000年。清洁无污染燃烧值高CH4-XH20X成分甲烷/水思政天然气水合物融又称“可燃冰”入2017年5月，中国首次在南海海域进行可燃冰试采成功，成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家
实验八 甲烷的制备及鉴定 实 验 目 的 1. 掌握甲烷的实验室制备原理。 2. 掌握验证甲烷的性质的反应。 实 验 原 理 用醋酸钠和碱石灰法制备甲烷。 主、副反应为： 思 政 融 入 1. 天然气水合物—可燃冰，据知地球上存量 1.8 亿亿立方米（按碳 计算，约为煤、石油天然气总和的两倍），可使用 1000 年。 2017 年 5 月，中国首次在南海海域进行可燃冰试采成功，成为全球 首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家。 CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 CH3CH2COONa + NaOH CH4 + C2H6 + H2 + CH2 CH2
观看相关视频，虽然我国可燃冰的研究开采的比较晚，但是短短二十年间已经达到最高水平。但中国科学家干事创业的激情就像“可燃冰”一样源源喷涌，使学生坚信科技强国，同时也提升学生的爱国热情和家国情怀。2.甲烷的爆炸极限是5.0%15%。意味着甲烷在空气中体积浓度在5.0%～15%之间时，遇火源会爆炸。实验操作要规范，注意安全，发生事故要学会及时处理。观看天然气爆炸案例视频：贵州省黔西南州晴隆县“72”中石油输气管道燃烧爆炸事故。2017年7月2日9时50分，位于贵州省黔西南州晴隆县的中石油输气管道发生泄漏引发燃烧爆炸，当天12时56分现场明火被扑灭，事故造成8人死亡、35人受伤（其中危重4人、重伤8人、轻伤23人）。经初步分析，当地持续降雨引发公路边坡下陷侧滑，挤断沿边坡埋地敷设的输气管道，导致天然气泄漏引发燃烧爆炸。培养学生的安全意识、职业修养和社会责任，养成实验前检查、排除一切安全隐患的习惯。3.甲烷是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体，全面控制甲烷排放意义重大。我国高度重视甲烷排放控制工作。甲烷减排不仅已经写入“十四五”发展规划，也被囊括进了2060年的碳中和目标内容。2023年11月，生态环境部联合有关部门印发了《甲烷排放控制行动方案》，首次明确了到2030年我国重点领域甲烷排放控制目标，全面提出了加强甲烷监测核算报告和核查体系建设，加快推进能源、农业和废物领域
观看相关视频，虽然我国可燃冰的研究开采的比较晚，但是短短二 十年间已经达到最高水平。但中国科学家干事创业的激情就像“可燃冰” 一样源源喷涌，使学生坚信科技强国，同时也提升学生的爱国热情和家 国情怀。 2. 甲烷的爆炸极限是 5.0％～15％。意味着甲烷在空气中体积浓度 在 5.0％～15％之间时，遇火源会爆炸。实验操作要规范，注意安全， 发生事故要学会及时处理。 观看天然气爆炸案例视频：贵州省黔西南州晴隆县“7ꞏ2”中石油 输气管道燃烧爆炸事故。2017 年 7 月 2 日 9 时 50 分，位于贵州省黔西 南州晴隆县的中石油输气管道发生泄漏引发燃烧爆炸，当天 12 时 56 分 现场明火被扑灭，事故造成 8 人死亡、35 人受伤（其中危重 4 人、重伤 8 人、轻伤 23 人）。经初步分析，当地持续降雨引发公路边坡下陷侧滑， 挤断沿边坡埋地敷设的输气管道，导致天然气泄漏引发燃烧爆炸。 培养学生的安全意识、职业修养和社会责任，养成实验前检查、排 除一切安全隐患的习惯。 3. 甲烷是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体，全面控制甲烷排 放意义重大。我国高度重视甲烷排放控制工作。甲烷减排不仅已经写入 “十四五”发展规划，也被囊括进了 2060 年的碳中和目标内容。2023 年 11 月，生态环境部联合有关部门印发了《甲烷排放控制行动方案》， 首次明确了到 2030 年我国重点领域甲烷排放控制目标，全面提出了加 强甲烷监测核算报告和核查体系建设，加快推进能源、农业和废物领域
排放控制等八项重点任务，必将在有效保障能源安全与粮食安全的基础上，采取更加有力的政策和措施，确保在控制甲烷排放上取得显著成效。培养学生的环保意识和社会责任感。仪器仪器：圆底烧瓶、烧杯、硬质试管、酒精灯、具支试管、漏斗药药品：醋酸钠、氢氧化钠、高锰酸钾、硫酸、溴水品实验装置甲烷制备装置安全点火法1.甲烷的制备（醋酸钠和碱石灰法）①按图连接好装置，检查气密性。②把5g无水NaAc和3g碱石灰及2gNaOH放在研钵中研细充分混合均匀，放入纸槽，迅速装入试管立即到入试管中，从底部往外铺。③先预热，用小火徐徐均匀加热整个试管，再强热靠近管口的反应实物，逐渐向管底部移动。验④具支试管里装的浓硫酸液体是为了除去副产物中的不饱和烃。流程2.甲烷的性质实验①与卤素反应a. 0.5ml 1% Brz/CC14b.光照、避光下分别通入甲烷观察现象②氧化a.0.1%KmnO4lml+10%HSO42ml振荡
排放控制等八项重点任务，必将在有效保障能源安全与粮食安全的基础 上，采取更加有力的政策和措施，确保在控制甲烷排放上取得显著成效。 培养学生的环保意识和社会责任感。 仪 器 、 药 品 仪器：圆底烧瓶、烧杯、硬质试管、酒精灯、具支试管、漏斗 药品：醋酸钠、氢氧化钠、高锰酸钾、硫酸、溴水 实 验 装 置 实 验 流 程 1. 甲烷的制备（醋酸钠和碱石灰法） ①按图连接好装置，检查气密性。 ②把 5g 无水 NaAc 和 3g 碱石灰及 2g NaOH 放在研钵中研细充分混 合均匀，放入纸槽，迅速装入试管立即到入试管中，从底部往外铺。 ③先预热，用小火徐徐均匀加热整个试管，再强热靠近管口的反应 物，逐渐向管底部移动。 ④具支试管里装的浓硫酸液体是为了除去副产物中的不饱和烃。 2. 甲烷的性质实验 ○1 与卤素反应 a. 0.5ml 1% Br2/CCl4 b. 光照、避光下分别通入甲烷观察现象 ②氧化 a. 0.1% KmnO4 1ml + 10%H2SO4 2ml 振荡 甲烷制备装置 安全点火法
b.通入甲烷观察现象③可燃性试验a.采用安全点火法b.观察乙烯燃烧情况3.实验毕，应先将导气管移出水面，才能熄灭酒精灯，防止水倒流而使试管破裂。1.无水醋酸钠与氢氧化钠的反应须在无水条件下才能顺利进行。如果有水存在，就会使醋酸钠变为钠离子和醋酸根离子。从而不能发生脱羧反应。另外，水的存在也会使反应达不到反应所需的温度。因注意此在反应前，应将反应物及碱石灰干燥。事2.加热反应物时应缓缓加热，否则加热过猛会发生副反应，可产生项丙酮、乙烷、不饱和烃以及二氧化碳等杂质气体，这些杂质的存在会影响甲烷性质的检验。1.烷烃与高锰酸钾溶液，溴有无反应？在光照下能否与溴起反应？用游离基反应历程作解释。复习2.进行酸性高锰酸钾溶液实验的目的是什么？实验中往往会出现思紫色消褪，这是什么原因？你体会到安全点火法有什么好处？考3.煤矿井下的瓦斯爆炸是什么引起的？1碱石灰中的生石灰并不在此反应中它起三个方面的作用①稀释混合物的浓度，使生成的甲烷气体易于外逸。②由于生石灰的存在，减少了氢氧化钠在高温时跟玻璃的作用，防止试管破裂。备注③由于氢氧化钠吸湿性很大，水分的存在不利于甲烷的生成，利用生石灰可吸收水分。2.纯甲烷的火焰是淡蓝色的。但在此反应中有副产物丙酮，生成杂有丙酮蒸气的甲烷的火焰便带有黄色
b. 通入甲烷观察现象 ③可燃性试验 a. 采用安全点火法 b. 观察乙烯燃烧情况 3.实验毕,应先将导气管移出水面,才能熄灭酒精灯,防止水倒流而 使试管破裂。 注 意 事 项 1. 无水醋酸钠与氢氧化钠的反应须在无水条件下才能顺利进行。 如果有水存在，就会使醋酸钠变为钠离子和醋酸根离子。从而不能 发生脱羧反应。另外，水的存在也会使反应达不到反应所需的温度。因 此在反应前，应将反应物及碱石灰干燥。 2. 加热反应物时应缓缓加热，否则加热过猛会发生副反应，可产生 丙酮、乙烷、不饱和烃以及二氧化碳等杂质气体，这些杂质的存在会影 响甲烷性质的检验。 复 习 思 考 1. 烷烃与高锰酸钾溶液，溴有无反应？在光照下能否与溴起反应？ 用游离基反应历程作解释。 2. 进行酸性高锰酸钾溶液实验的目的是什么？实验中往往会出现 紫色消褪，这是什么原因？你体会到安全点火法有什么好处？ 3. 煤矿井下的瓦斯爆炸是什么引起的？ 备 注 1. 碱石灰中的生石灰并不在此反应中它起三个方面的作用: ①稀释混合物的浓度，使生成的甲烷气体易于外逸。 ②由于生石灰的存在，减少了氢氧化钠在高温时跟玻璃的作用，防 止试管破裂。 ③由于氢氧化钠吸湿性很大，水分的存在不利于甲烷的生成，利用 生石灰可吸收水分。 2. 纯甲烷的火焰是淡蓝色的。但在此反应中有副产物丙酮，生成杂 有丙酮蒸气的甲烷的火焰便带有黄色
0-CH,2CH,C--ONaC-O +Na,CO,1CH,为了使试验结果更接近甲烷的焰色，可采取下面两项措施：①将试管口稍向下倾斜，生成的丙酮受热汽化后冷却积留在试管口，减少丙酮蒸气混入甲烷中的机会，同时又可避免丙酮倒流回试管底部，引起试管破裂。②尽管如此，甲烷气体中仍杂有少量的丙酮蒸气，故需再经水洗或碱洗，使丙酮溶解于其中而除去。由于点燃1：10甲烷和空气的混合气体时会发生爆炸，所以，做可燃性试验的甲烷必须是纯的，故要在做完了甲烷的性质实验后才进行能保证甲烷的纯度
为了使试验结果更接近甲烷的焰色,可采取下面两项措施:①将试 管口稍向下倾斜,生成的丙酮受热汽化后冷却积留在试管口,减少丙酮 蒸气混入甲烷中的机会,同时又可避免丙酮倒流回试管底部,引起试管 破裂。②尽管如此,甲烷气体中仍杂有少量的丙酮蒸气,故需再经水洗或 碱洗,使丙酮溶解于其中而除去。 由于点燃 1:10 甲烷和空气的混合气体时会发生爆炸,所以,做可 燃性试验的甲烷必须是纯的,故要在做完了甲烷的性质实验后才进行能 保证甲烷的纯度