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《甲烷的制备和性质》教案
一、实验目的
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
点燃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。
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
实验操作
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】:?(1)甲烷在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色;?
烧杯内壁有水生成,说明甲烷燃烧产物为水;?
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天然气的主要成分是什么?对,是甲烷。
甲烷也是烷烃中最简单的化合物。
倾听思考并回答
引入生活情景,激发学生学习兴趣。
【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。
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。
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。
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,询问学生甲烷的颜色、气味、状态(常温下)、是否溶于水
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。
点燃【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 →?
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。
思考并回答
引发学生思考及探究的欲望。
【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瓶,观察烧杯内壁现象;再迅速往集体瓶里加入少量澄清石灰水,观察澄清石灰水是否
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