气体的制备及其装置

厦门一中2014级高一化学练习 班级 座号 姓名 高一备课组倾情巨献
气体的制备及其装置
气体制备装置一般分四大部分：发生装置，净化装置（干燥装置），收集装置，尾气处理装置。

一、气体的发生装置
二）固＋液体（不加热）：适用于制CO 2、H 2 、H
2S （SO 2、NO 2、NO 课本没有制法） （一）常规类
（二）启普发生器类
三）固＋液或液＋液（加热）：适用于制C 2H 4、Cl 2、SO 2、乙酸乙酯、蒸馏（HCl 课本没有）
a b c d
e
f
△
注意点：
1、用KMnO4制取O2时，为了防止生成的细小颗粒堵塞导管，在大试管口放一松软棉花。

2、实验室制取氨气时，由于氨气极易与空气中的水结合，导致外部空气向试管里“冲”，里面氨气向外逸出，在小试管口放一疏松棉花。

3、在制取C2H2时，若用大试管为反应器时，在大试管口放一松软棉花，防止生成的泡沫喷出。

4、Cu和浓硫酸制取SO2做性质试验的小试管口堵一块蘸有少量碱液的棉花防止污染。

二、气体的净化（干燥）装置
一）常见净化原理：气体的净化可分为物理方法和化学方法。

遵循以下原理：
①不损失主体气体；②不引入新杂质；③在密闭容器中进行；④先除易除的气体。

1、物理方法：
（1）液化法：利用沸点不同从空气中分离N2和O2。

（2）水洗法：利用溶解度不同从N2和NH3中除去NH3；从NO和NO2中除去NO2。

2、化学方法：
（1）氧化还原法：灼热铜丝网除去混合物中的O2（2Cu＋O2＝2CuO）；CuO除去H2、CO等。

（2）酸碱法：NH3和CO2通过碱石灰除去CO2。

(CaO＋CO2＝CaCO3)
（3）沉淀法：除去CO2中的H2S通过CuSO4溶液。

H2S＋CuSO4＝CuS↓＋H2SO4
（4）最常用的为洗气法
．．．：
①用饱和NaCl除去Cl2中的HCl；
②用饱和NaHCO3除去CO2中的HCl、SO2等；
③用酸性高锰酸钾除去气体中的SO2；（如CO2中的SO2）
注意：以下考得比较少：
④用饱和NaHSO3除去SO2中的SO3；［浓硫酸也可除SO3（SO3易溶于浓硫酸）］；冷却同
样可以除SO3。

⑤用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的乙醇或乙酸；
二）常见净化装置
a b c d e
a为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。

b、c、d一般盛液体药品，用于洗液。

e一般盛固体药品，往往根据增重可测出
吸收物质的质量，用于定量计算。

三）常见干燥剂及气体的干燥
浓硫酸
、SO 2、CO 2CO 三、气体的收集装置
根据气体溶解性（分子极性）和密度（相对分子量，与29比较）不同，把气体的收集方法分为排液法（常为排水法）和排气法（常为排空气法）。

装置图见下：
一）排液法：难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体。

例如：H 2、O 2、CO 、CH 4、NO （只．能．
用排液法收集）、CH 2＝CH 2、CH≡CH 等。

注：Cl 2不用排水法收集，但可用排饱和食盐水收集,CO 2可以用排饱和NaHCO 3收集。

排液法的典型仪器是a ，注意导管只能伸入集气瓶内少许．．．．．．。

二）排气法：不与空气反应且密度与空气相差较大的气体；又可分为向上排空气法和向下排空气法。

用排气法收集气体时，导气管一定要伸入集气瓶底部．．．．．，把空气尽量排出。

为了减少空气扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片（如图b ）；试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花（如图d ） （1）向上排空气法：式量大于29的气体。

如O 2、CO 2、SO 2、H 2S 、Cl 2、NO 2(只用．．排空气)、HCl 等;典型装置是b 。

（2）向下排空气法：式量小于29的气体。

如H 2、CH 4、NH 3等;典型装置是c 。

a b 向上排空气法 c 向下排空气法 d 练习：（发散思维）
1、下列装置也能用于收集气体，试根据气体的流向判断收集气体的种类。

2、排水法收集的气体和排气法收集的气体纯度有何不同？
3、某些气体要求非常干燥，则收集前后都要干燥，如何组装仪器？ 四、尾气处理装置
通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。

常用经典仪器有：
a b c d e
a用于NaOH吸收氯气、CO2；硫酸铜吸收H2S（气体溶解或反应速度不很快，不易引起倒吸）；b用于收集少量气体然后处理；c、d收集极易溶且溶解很快的气体。

如HCl、HBr、NH3等；其中d 吸收量少。

e用于处理难以吸收（有毒）且可燃的气体。

如H2、CO等。

五、实验装置总装思路
1、装置的安装顺序
2、操作顺序
装置连接→气密性检查→装固体药品→加液体药品→气体制取
要点1：气密性的检查
创新设计方案集锦：
1、气体安全装置
1）防倒吸安全装置
2）防堵塞安全装置
3）防污染安全装置
2、液封装置
3、量气体体积装置（读数时，要使量筒与洗气瓶中的液面保持水平，消除水位差造成的误差）
4、启普发生器原理及类似反应器
附录2：计量仪器的使用方法仪器图形与名称
酸式滴定管碱式滴定管
量筒
容量瓶
托盘天平
表面皿、蒸发皿蒸馏装置
：过滤、分离、注入液体的仪器
仪器图形与名称
漏斗
附录5：干燥仪器
附录6：夹持仪器
铁架台铁夹试管夹坩埚钳镊子
知识点小结：
（1）容器与反应器中
能直接加热的试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙
垫石棉网加热的烧杯、烧瓶、锥形瓶
不能加热的集气瓶、广口瓶、启普发生器、容量瓶、量筒、滴定管
（2）长期存放药品的仪器广口瓶、细口瓶、烧杯
（3）加热仪器酒精灯、喷灯、水浴装置
（4）计量仪器温度计、天平、滴定管、量筒、容量瓶、移液管
（5）干燥仪器干燥管、干燥器、洗气瓶
（6）夹持仪器试管夹、铁架台、镊子、坩埚钳、铁圈、三脚架、泥三角、铁夹、滴定架
（7）温度计在不同实验中的应用：
①实验室中制取乙烯：温度计水银球插入液面以下；
②石油的分馏和蒸馏实验：水银球与蒸馏烧瓶支管口相平；
③硝酸钾溶解度的测定：温度计插入硝酸钾溶液中；
④控制50℃～60℃的水浴制取硝基苯：温度计插入水浴中。

（8）棉花在实验中的应用：
①用KMnO4分解制取O2：在加热的试管管口堵一团棉花，防止反应生成的O2把KMnO4粉
末带出而堵塞导气管；
②实验室收集氨气：在收集氨气的试管口塞一团棉花，目的是减少对流，增大氨气的浓度；
③纤维素水解：常用棉花作为反应物。

附录7：化学试剂的保存
1．试剂存放的总原则：
药品状态定口径，瓶塞取决酸碱性；见光受热易分解，存放低温棕色瓶；特殊药品特殊放，互不反应要记清。

2．保存方法：
（1）固体药品要盛放在广口瓶中，液体试剂一般盛放在细口瓶中。

（2）常见的易发生光化学反应的物质：HNO3、AgNO3、AgCl、AgBr、AgI、氯水、溴水等，要盛放在棕色瓶中。

（3）碱性溶液：NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、Na2S等，不能使用磨口玻璃塞。

（4）强酸、强氧化性试剂（HNO3、浓H2SO4、KMnO4、K2Cr2O7、氯水、溴水等）、有机溶剂（汽油、四氯化碳、乙醇、苯、氯仿等），不能用橡皮塞。

（5）特殊的化学试剂要有特殊的保存措施：
氢氟酸易腐蚀玻璃，不能存放在玻璃瓶中。

少量白磷要保存在水中。

液溴要在容器中加入少量水形成水封。

锂常保存在液体石蜡中，钠、钾保存在煤油中。

附录8：药品的取用
1．取用基本原则：保证人身安全：不手拿、不口尝、不直闻；严格用量；不改变纯度（用后多余药品不能放回原瓶，但多余的钠、钾、白磷要放回原瓶）。

2．浓酸、浓碱的使用：浓酸、浓碱不慎溅到衣服或皮肤上，应立即用大量的水冲洗，沾酸时再用碳酸氢钠溶液冲洗，沾碱时在沾碱的皮肤处涂上硼酸溶液。

3．试纸的使用：取一小片pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测溶液，点在pH试纸的中部，试纸变色，立即与标准比色卡相对照，确定溶液的pH。

湿润的淀粉碘化钾试纸：遇到氯气、O3、NO2、溴蒸气、碘蒸气等均变蓝。