Mục lục bài viết
1. Phương trình điều chế Metan trong phòng thí nghiệm:
CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3
2. Phân tích Phương trình điều chế Metan trong phòng thí nghiệm:
2.1. Điều kiện phản ứng CH3COONa ra CH4:
‐ Nhiệt độ
‐ Xúc tác: CaO
2.2. Bản chất của các chất tham gia phản ứng:
– Bản chất của CH3COONa (Natri axetat)
CH3COONa tham gia được phản ứng nhiệt phân, CH3COONa khử caboxyl để tạo thành metan trong điều kiện cưỡng bức. (nhiệt phân với sự hiện diện của natri hydroxit).
– Bản chất của NaOH (Natri hidroxit)
NaOH là một bazo mạnh phản ứng nhiệt phân với CH3COONa.
2.3. Cách tiến hành phản ứng điều chế CH4 trong phòng thí nghiệm:
Metan được điều chế bằng cách đun nóng natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút.
2.4. Điều chế Metan trong phòng thí nghiệm:
Điều chế Metan CH4 trong phòng thí nghiệm
– Hóa chất và dụng cụ
Hóa chất: CH3COONa, NaOH, CaO, H2
Dụng cụ: ống nghiệm, giá đỡ, chậu thủy tinh, nút cao su, ống dẫn khí bằng thủy tinh, đèn cồn.
– Phương Pháp thu khí metan
Sử dụng phương pháp đẩy nước, vì Metan là chất khí ít tan được trong nước.
Điều kiện xảy ra phản ứng
Điều kiện đun nóng hỗn hợp, có xúc tác CaO.
– Phương trình điều chế CH4 trong phòng thí nghiệm
CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3
3. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1: Phản ứng hóa học đặc trưng của metan là
A. Phản ứng thế
B. Phản ứng cộng
C. Phản ứng oxi hóa khử
D. Phản ứng phân hủy
Câu 2: Các tính chất vật lí cơ bản của metan là
A. Chất lỏng, không màu, tan nhiều trong nước.
B. Chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, tan ít trong nước.
C. Chất khí không màu, tan nhiều trong nước.
D. Chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, tan ít trong nước.
Câu 3: Trong phòng thí nghiệm có thể thu khí CH4 bằng cách:
A. Đẩy không khí (ngửa bình)
B. Đẩy axit
C. Đẩy nước (úp bình)
D. Đẩy bazo
Câu 4: Để chứng minh sản phẩm của phản ứng cháy giữa metan và oxi có tạo thành khí cacbonic hay không ta cho vào ống nghiệm hóa chất nào sau đây?
A. Nước cất
B. Nước vôi trong
C. Nước muối
D. Thuốc tím
Câu 5: Điều kiện để phản ứng giữa Metan và Clo xảy ra là
A. Có bột sắt làm xúc tác
B. Có axit làm xúc tác
C. Có nhiệt độ
D. Có ánh sáng
Câu 6: Dẫn khí metan và khí clo vào ống nghiệm, đặt ngoài ánh sáng. Sau đó, đưa mảnh giấy quỳ tím ẩm vào ống nghiệm. Hiện tượng quan sát được là
A. Quỳ tím chuyển thành màu xanh.
B. Quỳ tím bị mất màu
C. Quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
D. Quỳ tím không đổi màu.
Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 3,4 gam hỗ hợp CH4 và H2thì thu được 11,2 lít hơi H2O (đktc). Thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu là
A. 90% CH4 và 10% H2
B. 60% CH4 và 40% H2
C. 94,12% CH4 và 5,88% H2
D. 91,12% CH4 và 8,88% H2
Câu 8: Khi clo hóa một ankan có công thức phân tử C6H14, người ta chỉ thu được 2 sản phẩm thế monoclo. Danh pháp IUPAC của ankan đó là :
A.2,2-đimetylbutan.
B.2-metylpentan.
C.n-hexan.
D.2,3-đimetylbutan.
Câu 9: Các tính chất vật lí cơ bản của metan
A. Chất lỏng, không màu, tan nhiều tron nước
B. Chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, tan ít trong nước
C. Chất khí không màu, tan nhiều trong nước
D. Chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, tan ít trong nước
Câu 10: Chọn phát biểu đúng
A. Chất béo là trieste của glixerol với axit.
B. Chất béo là triete của glixerol với axit vô cơ.
C. Chất béo là trieste của glixe rol với axit béo
D. Chất béo là trieste của ancol với a xit béo.
Câu 11: Cho dung dịch axit axetic nồng độ a% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH nồng độ 20%, thu được dung dịch muối có nồng độ 20,5%. Hãy tính a
A. 15%
B. 20%
C. 25%
D. 30%
Câu 12: Cho các chất sau: ZnO, Na2SO4, NaOH, K2CO3, Ag, Fe. Số chất có thể tác dụng với dung dịch axit axetic là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
4. Hướng dẫn lời giải:
Câu 1:
Đáp án: A. Phản ứng thế
Câu 2:
Đáp án: B.
Các tính chất vật lí cơ bản của metan là
Chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, tan ít trong nước.
Câu 3:
Đáp án: C. Đẩy nước (úp bình).
CH4 không tan trong nước nên cần phải thu bằng phương pháp đẩy nước.
Câu 4:
Đáp án: B. Nước vôi trong
Khi cho Nước vôi trong Ca(OH)2 vào ống nghiệm thấy dung dịch bị vẩn đục chứng tỏ có khí CO2. CO2 phản ứng với Ca(OH)2 tạo kết tủa làm dung dịch bị vẩn đục.
Câu 5:
Đáp án: D. Có ánh sáng
Điều kiện để xảy ra phản ứng giữa metan và clo là: ánh sáng
Câu 6:
Đáp án: C. Quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
Câu 7:
Đáp án: C. 94,12% CH4 và 5,88% H2
nH2O = 11,2/22,4 = 0,5 mol
CH4 + 2O2 t⁰> CO2+ 2H2O
x————————>2x
2H2 + O2 t⁰> 2H2O
y—————–>y
Ta có:
16x + 2y = 3,42
x + y = 0,5
x = 0,2 mol
y = 0,1 mol
=> %CH4 = (0,2.16)/3,4.100%= 94,12 %
=>%H2 = 100 % – 94,12% = 5,88%
Câu 8:
Đáp án: D.2,3-đimetylbutan.
Viết đồng phân ankan
Xét các vị trí thế clo của mỗi đồng phân
Vì clo hóa mô thức ankan có công thức phân tử C6H14, chỉ thu được 2 sản phẩm thế monoclo
=> Danh pháp IUPAC của ankan
Câu 9:
Đáp án: B. Chất khí Không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, tan ít trong nước.
Câu 10:
Đáp án: C. Chất béo là trieste của glixerol với axit béo
Câu 11:
Đáp án: D. 30%
Bài toán dạng này ta sẽ quy ban đầu số mol của NaOH là 1 (mol)
Phương trình hóa học: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Theo phương trình phản ứng: nCH3COOH= nCH3COONa = nNaOH= 1(mol)
=>mdd NaOH= (1×40)/20%.100% = 200 gam
mddCH3COOH = (1× 60)/a%.100% = 6000/a gam
mddsau = (1×82)/20,5%.100% = 400 (g)
Mà mddsau = mddCH3COOH + mddNaOH
=> 400 = 6000/a + 200
⇒ 200 = 6000/a ⇒ a = 30%
Câu 12:
Đáp án: D. 4
Các chất có thể tác dụng với axit axetic là: ZnO, NaOH, K2CO3, Fe.
2CH3COOH + ZnO → (CH3COO)2Zn + 2H2O
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
2CH3COOH + K2CO3 → 2CH3COOK + CO2 + H2O
2CH3COOH + Fe → (CH3COO)2Fe + H2
5. Tìm hiểu thêm về CH3COONa:
5.1. CH3COONa là chất gì?
Natri axetat hoặc natri ethanoat là muối natri của axit axetic, có công thức hóa học là CH3COONa. Nó là một hóa chất rẻ tiền, được sản xuất hàng loạt, hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.
Nó còn được biết đến với nhiều tên gọi khác như: axetate natri, natri acetate, sodium acetate, sodium salt…
5.2. Tính chất vật lí:
‐ Đặc điểm nhận dạng: tồn tại dưới dạng bột màu trắng, chảy rữa và không có mùi.
‐ Khối lượng riêng: 1.52 g/cm3 và 1.45 g/cm3 (ở dạng ngậm 3 nước).
‐ Điểm nóng chảy: 324 oC (dạng khan), 58 oC (dạng ngậm 3 nước).
‐ Điểm sôi: 881.4 oC (dạng khan), 122 oC (dạng ngậm 3 nước).
‐ Độ hòa tan trong nước: 36.2 g/100ml (ở 0 oC), 46.4 g/100ml (ở 20 oC), và 170.15 g/100ml (ở 100oC).
5.3. Tính chất hóa học:
Hóa chất natri axetat có những tính chất hóa học nổi bật như sau:
‐ Phản ứng nhiệt phân: Natri axetat khử caboxyl để tạo ra metan trong điều kiện cưỡng bức (nhiệt phân dưới sự có mặt của natri hydroxit):
CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3
‐ Hoặc ta cũng có thể dùng trong điều chế ra este với một alkyl halua như là brometan:
CH3COO-Na+ + Br-CH2-CH3 → CH3COOCH2 – CH3 + NaBr
5.4. Điều chế natri axetat CH3COONa như thế nào?
Để điều chế natri axetat trong phòng thí nghiệm, ta thường áp dụng phản ứng của của axit axetic với natri cacbonat, natri hydrocacbonat hoặc natri hydroxit:
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
Thế nhưng trong thực tế vì axit axetat có giá thành khá rẻ nên có thể được mua thường xuyên từ người buôn bán hóa chất thay vì phải tổng hợp từ trong phòng thí nghiệm.
5.5. Những ứng dụng quan trọng của natri axetat trong cuộc sống, sản xuất:
– Ứng dụng của natri axetat CH3COONa trong ngành thực phẩm
Natri axetat được dùng làm như 1 loại gia vị để thêm vào thực phẩm. Sử dụng như natri diacetate – đây là tỷ lệ 1:1 của natri axetat với axit axetic để thay thế muối, được sử dụng rất nhiều trong khoai tây chiên.
– Ứng dụng trong công nghiệp
Trong công nghiệp dệt, natri axetat được dùng để trung hòa nước thải có chứa axit sunfuric hoặc làm chất ức chế màu khi sử dụng thuốc nhuộm anilin. Trong ngành da, hợp chất này được dùng làm chất tẩy trắng.
Trong sản xuất cao su tổng hợp, natri axetat đóng một vai trò quan trọng trong việc trì hoãn quá trình lưu hóa cloropren.
– Ứng dụng trong dung dịch đệm
Dung dịch natri axetat và axit axetic có thể hoạt động như một chất đệm giúp giữ độ pH tương đối ổn định.
– Vai trò quan trọng trong lĩnh vực xây dựng
Natri axetat được sử dụng làm chất chống cháy trong ngành xây dựng.
Ngoài ra, nó còn được sử dụng như một miếng đệm sưởi ấm, làm ấm tay và băng giữ nhiệt. Chủ yếu được sử dụng để sưởi ấm ở những nơi có nhiệt độ quá lạnh.
