Phân biệt Metan Etilen Axetilen

I. Phương pháp nhận biết

Bước 1: Xác định tính chất riêng của từng chất cụ thể.

Bước 2: Lựa chọn thuốc thử.

Bước 3: Trình bày phương pháp nhận biết theo các bước sau:

- Đánh số thứ tự các lọ hóa chất.

- Tiến hành nhận biết.

- Ghi nhận hiện tượng.

- Viết pthh.

Chất cần nhận	Loại thuốc thử	Hiện tượng	Phương trình hóa học
Metan (CH4)	Khí Clo	Mất màu vàng lục của khí Clo.	CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
Etilen (C2H4)	Dd Brom	Mất màu nâu đỏ của dd Brom.	C2H4 + Br2 → C2H4Br2
Axetilen (C2H2)	- Dd Brom - AgNO3/NH3	- Mất màu nâu đỏ của dd Brom. - Có kết tủa vàng	- C2H2 + Br2 → C2H2Br4 - C2H2 + AgNO3 + NH3 → NH4NO3 + C2Ag2

II. Phương pháp tách

1. Phương pháp vật lý

- Phương pháp chưng cất để tách rời các chất lỏng hòa lẫn vào nhau, có thể dùng phương pháp chưng cất rồi ngưng tụ thu hồi hóa chất

- Phương pháp chiết (dùng phễu chiết) để tách riêng những chất hữu cơ tan được trong nước với các chất hữu cơ không tan trong nước do chất lỏng sẽ phân thành 2 lớp.

- Phương pháp lọc (dùng phễu lọc) để tách các chất không tan ra khỏi dung dịch.

2. Phương pháp hóa học

Chọn những phản ứng hóa học thích hợp cho từng chất để lần lượt tách riêng các chất ra khỏi hỗn hợp, đồng thời chỉ dùng những phản ứng hóa học mà sau phản ứng dễ dàng tái tạo lại các chất ban đầu.

III. Phương pháp tinh chế

* Nguyên tắc: Tinh chế là làm sạch hóa chất nguyên chất nào đó bằng cách loại bỏ đi tạp chất ra khỏi hỗn hợp.

* Phương pháp: Dùng hóa chất tác dụng với tạp chất mà không phản ứng với nguyên chất tạo ra chất tan hoặc tạo ra kết tủa lọc bỏ đi.

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu về tính chất hóa học của metan, etilen, axetilen nhé.

A. Tính chất hoá học của Metan CH₄

1. Metan tác dụng với oxi:

– Khi đốt trong oxi, metan cháy tạo thành khí CO₂ và H₂O, tỏa nhiều nhiệt.

2. Metal tác dụng với clo khi có ánh sáng

– Ở phản ứng này, nguyên tử H của metan được thay thế bởi nguyên tử Cl, vì vậy còn được gọi là phản ứng thế.

3. Ứng dụng của Metan

– Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên được đùng làm nhiên liệu.

– Metan là nguyên liệu dùng điều chế hiđro theo sơ đồ:

Metan + H₂O   cacbon đioxit + hiđro

– Metan còn được dùng để điều chế bột than và nhiều chất khác

B. Tính chất hoá học của Axetilen (C2H2)

1. Axetilen tác dụng với Oxi

– Khi đốt trong không khí, axetilen cháy với ngọn lửa sáng, tỏa nhiều nhiệt

2. Axetilen tác dụng với dung dịch brom

C. Tính chất hoá học của etilen C2H4

1. Etilen C2H4 Tác dụng với oxi:

– Khi đốt trong oxi, etilen cháy tạo thành khí CO₂ và H₂O, tỏa nhiều nhiệt.

 C₂H₄ + 3O₂  t^o→ 2CO₂↑ + 2H₂O

2. Etilen C₂H₄ tác dụng với dung dịch Brom

– Dung dịch Brom hay nước Brom có màu vàng da cam; Ở phản ứng này, một liên kết kém bền trong liên kết dôi bị đứt ra và phân tử etilen kết hợp thêm một phân tử brom. Phản ứng trên gọi là .hàn ứng cộng.

CH₂=CH₂ + Br₂ (dd) → Br-CH₂-CH₂-Br

– Ngoài Brom, trong những điều kiện thích hợp, etilen còn có phản ứng cộng vởi một số chất khác, như hiđro,…

3. Phản ứng trùng hợp của etilen C₂H₄

– Khi có xúc tác và nhiệt độ thích hợp, liên kết kém bền trong phân tử etilen bị dứt ra làm cho các phân tử etilen kết hợp với nhau, tạo thành chất có phân tử lượng rất lớn gọi là polime.

– Phản ứng trên được gọi là phản ứng trùng hợp, polietilen (PE) là chất rắn, không độc, không tan trong nước và là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chất dẻo.

Bài tập vận dụng

Bài 1: Nhận biết các lọ khí mất nhãn: N₂, H₂, CH4, C₂H₂, C₂H4

Hướng dẫn:

Nhận xét :

- N₂: không cho phản ứng cháy.

- H₂: phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong.

- CH4: phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong.

- Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết.

Tóm tắt cách giải :

- Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử.

- Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO₃/NH₃. Khí nào tạo được kết tủa vàng là C₂H₂.

C₂H₂ + Ag₂O → AgC≡CAg ↓ + H₂O

- Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brom (màu nâu đỏ). Khí nào làm nhạt màu nước brom là C₂H₄.

H₂C=CH₂ + Br₂ → BrH₂C-C₂Br

- Lần lượt đốt cháy 3 khí còn lại. Khí không cháy là N₂. Sản phẩm cháy của hai khí kia được dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi trong là CH₄. Mẫu còn lại là H₂.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ +H₂O

H₂ + ½ O₂ → H₂O

Bài 2: Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₄, C₂H₂ và CO₂

Hướng dẫn:

- Dẫn hỗn hợp qua dd Ca(OH)₂ dư thu được CaCO₃

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Thoát ra ngoài là hỗn hợp khí CH4, C₂H4, C₂H₂

- Dẫn hỗn hợp khí này qua dd AgNO₃/NH₃ thì C₂H₂ bị giữ lại trong kết tủa, thoát ra ngoài là CH₄ và C₂H₄.

C₂H₂ + AgNO₃ + NH3 → Ag-C≡C-Ag↓+ NH₄NO₃

- Dẫn hỗn hợp CH₄ và C₂H₄ qua dd Brom thì C₂H₄ bị giữ lại, thu được CH₄ tinh khiết.

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

*Tái tạo:

- Tái tạo CO₂ bằng cách nhiệt phân muối CaCO₃

CaCO₃ → CaO + CO₂

- Tái tạo C₂H₂ bằng cách cho Ag-C≡C-Ag tác dụng với HCl

Ag-C≡C-Ag + 2HCl →C₂H₂ + 2AgCl

- Tái tạo C₂H₄ bằng cách cho C₂H4Br₂ tác dụng với Zn/rượu

C₂H₄Br₂ + Zn → C₂H₄ + ZnBr₂

Bài 3: Một hỗn hợp gồm có khí etilen, CO₂ và hơi nước. Trình bày phương pháp thu được khí etilen tinh khiết.

Hướng dẫn:

Khí CO₂ là oxit axit nên bị hấp thụ bởi dung dịch kiềm theo pt:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

H₂SO₄ đậm đặc rất háo nước vì vậy để thu được etielen tinh khiết ta dẫn hỗn hợp lần lượt qua bình 1 chứa Ca(OH)₂ dư, bình 2 chứa H₂SO₄ đậm đặc dư

Bài 4: Nêu phương pháp hóa học để loại bỏ khí etilen có lẫn trong khí metan để thu được metan tinh khiết

Hướng dẫn:

Dẫn hỗn hợp qua dung dịch nước Brom dư, khi đó etilen sẽ bị giữ lại, còn khí metan tinh khiết sẽ thoát ra:

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂