气体的制备及其装置
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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)
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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