装置制备气体知识点总结

装置制备气体知识点总结
导论
气体是一种物质状态，是没有确定的形状和容积的物质。

气体在化学实验和工业生产中具有广泛的应用，例如用于氧气的制备可用于医疗用途，氮气用于惰化气体等。

因此，了解装置制备气体的知识是化学工作者必备的技能之一。

本文将从氧气、氢气和氮气的制备装置开始，系统地介绍实验室和工业上制备气体的方法和相关知识点，帮助读者深入了解气体的制备过程。

一、氧气的制备
1. 实验室制备氧气
实验室制备氧气的方法有多种，常用的方法有过氧化银制备法、过氧化钠制备法和加热氯酸钾制备法。

（1）过氧化银制备法
实验室用的过氧化银制备氧气的装置主要包括下图所示的装置：
[图片]
装置的操作步骤如下：
1. 将过氧化银放入法斯氧气瓶中；
2. 用溶剂将法斯氧气瓶中的空气排除；
3. 用代换液和溶剂冲出法斯瓶中的溶液，进而将法斯瓶中的氧气收集。

（2）过氧化钠制备法
过氧化钠制备氧气的装置主要有以下组成部分：
[图片]
操作步骤如下：
1. 在烧杯中放入过氧化钠固体；
2. 加入一定量的水，并加热；
3. 用试管在烧杯中收集气体。

（3）加热氯酸钾制备法
加热氯酸钾制备氧气的装置主要有以下组成部分：
[图片]
操作步骤如下：
1. 将氯酸钾固体放入烧杯中；
2. 用燃烧器加热；
3. 用试管在烧杯中收集气体。

2. 工业制备氧气
工业制备氧气的方法有多种，常见的方法有以下几种：
（1）通过空气分离法制备氧气
空气中主要含有氮气和氧气，可以通过空气的分离来制备氧气。

[图片]
操作步骤如下：
1. 将空气通过压缩机压缩；
2. 在冷却器中通过降温的方法将空气液化；
3. 在分离装置中将空气分离成氮气和氧气。

（2）通过过氧化氢的分解法制备氧气
过氧化氢在加热的条件下可以分解生成氧气和水。

[图片]
操作步骤如下：
1. 将过氧化氢液体注入反应瓶中；
2. 在反应瓶中加热过氧化氢，产生氧气和水；
3. 通过管道输送氧气到需要的地方。

二、氢气的制备
1. 实验室制备氢气
实验室中制备氢气的装置主要有以下几种：
（1）盐酸与锌粉反应制备氢气
盐酸与锌粉反应制备氢气的装置如下：
[图片]
操作步骤如下：
1. 将锌粉放入烧瓶中；
2. 加入盐酸，锌与盐酸反应生成氢气；
3. 通过水吸管将产生的氢气收集。

（2）水解金属制备氢气
以锌为例，水解金属制备氢气的装置如下：
[图片]
操作步骤如下：
1. 在集氢瓶中放入锌粒；
2. 加入适量的水；
3. 锌与水反应生成氢气，并通过管道收集氢气。

2. 工业制备氢气
工业中制备氢气的方法主要有以下几种：
（1）通过水煤气反应制备氢气
水煤气反应是一种将水蒸气与一定量的一氧化碳在一定温度下反应制备氢气的方法。

[图片]
操作步骤如下：
1. 在反应装置中供给一定量的水蒸气和一氧化碳；
2. 在催化剂的作用下，水蒸气和一氧化碳反应生成氢气和二氧化碳；
3. 收集并储存制备的氢气。

（2）通过天然气蒸汽转化制备氢气
天然气中含有的甲烷可以通过氧化反应生成一氧化碳和氢气。

[图片]
操作步骤如下：
1. 在反应装置中加热天然气，并供给一定量的水蒸气；
2. 在催化剂的作用下，天然气和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气；
3. 收集并储存制备的氢气。

三、氮气的制备
1. 实验室制备氮气
实验室中制备氮气的方法有多种，常见的方法有以下几种：
（1）铜粉与氮气反应制备氮气
铜粉与氮气反应制备氮气的装置如下：
[图片]
操作步骤如下：
1. 将铜粉放入烧瓶中；
2. 通过吸管将氮气通入烧瓶中；
3. 铜粉与氮气反应生成氮气，并通过水吸管收集氮气。

（2）过热氨水析氮法制备氮气
过热氨水析氮法制备氮气的装置如下：
[图片]
操作步骤如下：
1. 将氨水加热至一定温度；
2. 氨水在加热的条件下析出氮气；
3. 通过收集气体的装置收集析出的氮气。

2. 工业制备氮气
工业中制备氮气的方法有多种，常见的方法有以下几种：
（1）空分制氮法
空分制氮法是利用分子筛等物质对空气进行分离从而制备氮气的方法。

[图片]
操作步骤如下：
1. 将空气通过压缩机压缩；
2. 在冷却器中通过降温的方法将空气液化；
3. 在分离装置中将空气分离成氮气和氧气。

（2）过氮化银法制备氮气
过氮化银法是一种利用过氧化氢和氨水制备氮气的方法。

[图片]
操作步骤如下：
1. 将过氧化氢和氨水混合；
2. 在催化剂的作用下，过氧化氢和氨水发生反应生成氮气和水；
3. 收集并储存制备的氮气。

结论
气体是一种在实验室和工业生产中广泛应用的物质状态，了解气体的制备方法和相关知识对化学工作者具有重要的意义。

通过本文的介绍，读者可以对氧气、氢气和氮气的制备装置和方法有一个全面的了解，希望对读者在化学实验和工业生产中有所帮助。