甲烷乙烯乙炔的實(shí)驗(yàn)室制取

1、 甲烷的制法甲烷的制法【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室制取甲烷的方法；學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室制取甲烷的方法；2. 掌握有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作的技能。掌握有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作的技能。 【實(shí)驗(yàn)原理【實(shí)驗(yàn)原理】 無水醋酸鈉與氫氧化鈉在加熱的條件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。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：反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4 CaO 【實(shí)驗(yàn)裝置【實(shí)驗(yàn)裝置】 圖圖7-25 甲烷的制備甲烷的制備【實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】 1. 按圖按圖7-25把儀器安裝好并檢查裝置是否漏氣。把儀器安裝好并檢查裝置是否漏氣。 2. 取取1藥匙

2、研細(xì)的無水醋酸鈉和藥匙研細(xì)的無水醋酸鈉和3藥匙研細(xì)的藥匙研細(xì)的 堿石灰，在紙上充分混合，迅速裝入試管。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，等到試管小心地加熱盛有混合物的試管，等到試管 中的空氣排出后，用排水法把甲烷收集在中的空氣排出后，用排水法把甲烷收集在 試管里。試管里。 【注意事項(xiàng)及成敗關(guān)鍵【注意事項(xiàng)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。條件下才能順利進(jìn)行。 如果有水存在，就會(huì)使醋酸鈉變?yōu)殁c如果有水存在，就會(huì)使醋酸鈉變?yōu)殁c離子和醋酸根離子，從而不能發(fā)生脫羧反離子和醋酸根離子，從而不能

3、發(fā)生脫羧反應(yīng)。另外，水的存在也會(huì)使反應(yīng)達(dá)不到反應(yīng)。另外，水的存在也會(huì)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)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。物及堿石灰干燥。 2. 加熱加熱 反應(yīng)物時(shí)應(yīng)緩緩加熱，否則加熱反應(yīng)物時(shí)應(yīng)緩緩加熱，否則加熱 過猛會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，可產(chǎn)生丙酮、乙烷、過猛會(huì)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，不飽和烴以及二氧化碳等雜質(zhì)氣體，這些這些 雜質(zhì)的存在會(huì)影響甲烷性質(zhì)的檢驗(yàn)。雜質(zhì)的存在會(huì)影響甲烷性質(zhì)的檢驗(yàn)。3. 制取甲烷時(shí)，堿石灰中的生石灰并不制取甲烷時(shí)，堿石灰中的生石灰并不 參加反應(yīng)參加反應(yīng)。 在此反應(yīng)中它起三個(gè)方面的作用：在此

4、反應(yīng)中它起三個(gè)方面的作用： 一是一是：稀釋混合物的濃度，使生成的甲烷稀釋混合物的濃度，使生成的甲烷 氣體易于外逸；氣體易于外逸； 二是二是：由于生石灰的存在，減少了氫氧化由于生石灰的存在，減少了氫氧化 鈉在高溫時(shí)跟玻璃的作用，防止試鈉在高溫時(shí)跟玻璃的作用，防止試 管破裂；管破裂； 三是三是：由于氫氧化鈉吸濕性很大，水分的由于氫氧化鈉吸濕性很大，水分的 存在不利于甲烷的生成，利用生石存在不利于甲烷的生成，利用生石 灰可吸收水分?；铱晌账?。乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法1.試劑：試劑：濃硫酸與無水乙醇濃硫酸與無水乙醇（體積比體積比3：1）2.2.原理：原理：CHCH3 3-CH-CH2 2-

5、OH CH-OH CH2 2=CH=CH2 2+H+H2 2O O濃濃H H2 2SOSO4 41700C（注酸入醇）（注酸入醇）CHCH3 3-CH-CH2 2OH + CHOH + CH3 3-CH-CH2 2OHOH濃濃H2SO4140140 CH CH3 3-CH-CH2 2-O-CH-O-CH2 2-CH-CH3 3 + H+ H2 2O O乙醚乙醚副反應(yīng)副反應(yīng):HHHCCHOHH濃濃H2SO4 170CHC=CH H H+H2OBC1、固液、固液 氣氣2、固、固+固固 氣氣3、固液氣、固液氣可用可用( )裝置常用做制裝置常用做制( ) A可用可用( )裝置常用做制裝置常用做制( )

6、 可用可用( )裝置常用做制裝置常用做制( ) BCH2 CO2O2 NH3Cl23.3.裝置：裝置：制備裝置制備裝置鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒瓶、鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒瓶、溫度計(jì)溫度計(jì)、帶導(dǎo)管的橡膠塞、集氣瓶、帶導(dǎo)管的橡膠塞、集氣瓶、（碎瓷片）、水槽（碎瓷片）、水槽 4.4.收集方法：收集方法： 排水集氣法排水集氣法為什么濃硫酸用量要多？為什么濃硫酸用量要多？反應(yīng)中有生成水，會(huì)使?jié)饬蛩嵯♂?，而稀硫反?yīng)中有生成水，會(huì)使?jié)饬蛩嵯♂?，而稀硫酸沒有脫水性會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。酸沒有脫水性會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1.1.反應(yīng)中反應(yīng)中濃硫酸和酒精濃硫酸和酒精的體積比是的體積比是3 3 ：1,1

7、,順序是順序是先加先加酒精酒精再加再加濃硫酸濃硫酸, ,濃硫酸作濃硫酸作催化劑催化劑和和脫水劑脫水劑。2.2.在圓底燒瓶中加入少量的在圓底燒瓶中加入少量的，以免混合液，以免混合液在受熱時(shí)在受熱時(shí)3.3.溫度計(jì)的水銀球插在溫度計(jì)的水銀球插在液面下液面下，并，并不不接觸瓶底。接觸瓶底。4.4.加熱升溫要迅速，并達(dá)到加熱升溫要迅速，并達(dá)到170170左右。左右。5.5.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先撤實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先撤導(dǎo)管導(dǎo)管，后撤，后撤酒精燈酒精燈。6.6.特別注意溫度計(jì)的量程應(yīng)在特別注意溫度計(jì)的量程應(yīng)在200200以上。以上。 CO2、 SO2濃硫酸使乙醇脫水而炭化濃硫酸使乙醇脫水而炭化因此本實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生哪些

8、因此本實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生哪些雜質(zhì)雜質(zhì)氣體？氣體？C C2 2H H5 5OH 2C+3HOH 2C+3H2 20 0C+2HC+2H2 2SOSO4 4= CO= CO2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O O濃濃H2SO41 1、如何使氣體的凈化？、如何使氣體的凈化？問題思考問題思考NaOHH2SO4 思考思考 在實(shí)驗(yàn)室里制備的乙烯在實(shí)驗(yàn)室里制備的乙烯 中常含有中常含有SOSO2 2, ,試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)SOSO2 2的存在并的存在并驗(yàn)證乙烯的還原性。驗(yàn)證乙烯的還原性。品紅溶液品紅溶液的作用：的作用：氫氧化鈉溶液的氫氧化鈉溶液的作用：作用：品紅溶液品紅溶液的作用：的作

9、用：如何證明乙烯有還原性：如何證明乙烯有還原性：驗(yàn)證二氧化硫的存在驗(yàn)證二氧化硫的存在除去除去SO2，以免干擾乙烯性質(zhì)，以免干擾乙烯性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證檢驗(yàn)檢驗(yàn)SO2是否除凈是否除凈酸性高錳酸鉀溶液褪色酸性高錳酸鉀溶液褪色實(shí)驗(yàn)室乙烯制取速記法：實(shí)驗(yàn)室乙烯制取速記法： 硫酸乙醇三比一，硫酸乙醇三比一，冷水浴中混一起冷水浴中混一起, ,加入碎石溫度計(jì)加入碎石溫度計(jì), ,迅速升溫一百七迅速升溫一百七. .三、三、乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法乙炔的實(shí)驗(yàn)室制法：2、反應(yīng)原理：、反應(yīng)原理：1、原料：、原料：CaC2與與H2O 3、裝置裝置：固液反應(yīng)不加熱的裝置固液反應(yīng)不加熱的裝置4.凈化：用凈化：用硫酸銅硫酸銅溶液

10、除去溶液除去H2S等氣體等氣體5.收集方法收集方法：排水法：排水法6.尾氣處理尾氣處理:點(diǎn)燃點(diǎn)燃(燃燒法燃燒法)H=-127KJ/molCaC2+2H2O C2H2+Ca(OH)2CaC2+2H2O C2H2+Ca(OH)2（一）整體知識(shí)回顧（一）整體知識(shí)回顧、反應(yīng)裝置、反應(yīng)裝置不能用啟普發(fā)生器不能用啟普發(fā)生器。 原因：原因：a a反應(yīng)劇烈，難控制反應(yīng)速率；反應(yīng)劇烈，難控制反應(yīng)速率； b b反應(yīng)放熱，易使啟普發(fā)生器炸裂；反應(yīng)放熱，易使啟普發(fā)生器炸裂； c c生成的糊狀生成的糊狀CaCa（OHOH）2 2會(huì)堵塞導(dǎo)管；會(huì)堵塞導(dǎo)管；、實(shí)驗(yàn)中常用、實(shí)驗(yàn)中常用飽和食鹽水飽和食鹽水代替水，得到代替水，得到

11、 平穩(wěn)的乙炔氣流。平穩(wěn)的乙炔氣流。7 7、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（二）知識(shí)點(diǎn)詳解（二）知識(shí)點(diǎn)詳解CaC2+2HOH C2H2+Ca(OH)2練：練：CaC2和和ZnC2、Al4C3、Mg2C3、Li2C2等都同屬等都同屬離子型碳化物，請(qǐng)通過對(duì)離子型碳化物，請(qǐng)通過對(duì)CaC2制制C2H2的反應(yīng)進(jìn)行思的反應(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：考，從中得到必要的啟示，寫出下列反應(yīng)的產(chǎn)物：AZnC2水解生成水解生成 （ ）BAl4C3水解生成（水解生成（ ）CMg2C3水解生成（水解生成（ ）DLi2C2水解生成水解生成 （ ）C2H2 (1)反應(yīng)原理：反應(yīng)原理：CH4C3H4C2

12、H2氣體發(fā)生裝置氣體發(fā)生裝置固體反應(yīng)物加熱制氣固體反應(yīng)物加熱制氣例如：氧氣例如：氧氣固體和液體混合固體和液體混合制氣，例如：氫氣、制氣，例如：氫氣、二氧化碳等二氧化碳等有液體反應(yīng)物，反有液體反應(yīng)物，反應(yīng)需要加熱，例如：應(yīng)需要加熱，例如：氯氣氯氣裝置：裝置：固液不加熱型固液不加熱型啟普發(fā)生器啟普發(fā)生器氣體收集裝置氣體收集裝置收集比空氣重的氣體收集比空氣重的氣體例如：氧氣、氯氣例如：氧氣、氯氣收集難溶或微溶于水收集難溶或微溶于水的氣體例如：氧氣、的氣體例如：氧氣、氫氣、氫氣、 一氧化碳一氧化碳收集比空氣輕的氣體收集比空氣輕的氣體例如：氫氣、氨氣例如：氫氣、氨氣尾氣的處理尾氣的處理ABCD說明：吸收

13、溶解速度不很快，溶解度也不很大的氣體用裝置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，選用少量尾氣可以集于氣球中，選用C；難以吸收的可以點(diǎn)燃處理，選用難以吸收的可以點(diǎn)燃處理，選用D。練習(xí)：請(qǐng)選出請(qǐng)選出Cl2 、HCl 、CO尾氣處理的裝置尾氣處理的裝置實(shí)驗(yàn)室制取乙炔的裝置實(shí)驗(yàn)室制取乙炔的裝置實(shí)驗(yàn)室制取乙炔的改進(jìn)裝置實(shí)驗(yàn)室制取乙炔的改進(jìn)裝置(2)裝置裝置：固液不加熱型固液不加熱型塊狀電石塊狀電石減緩減緩反應(yīng)反應(yīng)速率速率棉花防止棉花防止產(chǎn)生的泡產(chǎn)生的泡沫沫涌入涌入導(dǎo)導(dǎo)管管飽和食鹽飽和食鹽水減緩反水減緩反應(yīng)