气体的制备及其装置

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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）

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e

f

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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