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CO2、H2、H2S（SO2、NO2、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C2H4、Cl2、SO2、乙酸乙酯、蒸馏（HCl课本没有）

a b c d e f

制备原理：①制氧气：

②制氨气：

注意事项：l、试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷却后倒流而引起

试管破裂。

2、铁夹应夹在距管口l／3处。

3、固体药品要放在试管底部平铺开，加热时首先均匀预热，然后在试管的最后部位集

中加热，并逐步前移。

4、胶塞上的导管伸入试管里不能过长，否则会妨碍气体导出。

5、如用排气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精

灯。以防止水倒流。

制备原理：①制CO2：

②制H2：

③制SO2、NO2、H2S、NO：

注意事项：1．瓶内气密性要好。

2．先放固体后加液体。（为什么？）

3．加人酸的量要适当。

4．生成气体微溶或难溶于水。

制备原理：①制CO2：

②制H2：

③制H2S：

注意事项：1．在简易装置中长颈漏斗的下口应深入液面以下，否则起不到

液封的作用而无法使用。

2．加入大小适宜不溶于水的块状固体，如果太碎会落入底部的酸中使反应无

法控制。造成容器内压力过大，导致酸液溢出。

3．加人酸的量要适当。

4．在导管口点燃氢气或其它可燃性气体时，必须先检验纯度。

△

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制备原理：①制C2H4：②制Cl2：③制NO：④f用于Cu和浓硫酸制取SO2：⑤冰醋酸和乙醇浓硫酸作用下制乙酸乙酯：

注意事项：l、瓶内反应物体积不宜超过烧瓶容积的1/3。

2、a、b、c加热前应放入碎瓷片，防止暴沸。

3、a装置温度计插入反应液面以下，测反应液温度；b装置温度计水银球与支管端口处相平，测气体温度，便于控制馏份。

4、d装置便于随时加入液体，但随反应进行烧瓶内压强增加，液体不易滴入。（改进方法见e）

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

液态干燥剂固态干燥剂

装置

常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰

可干燥气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、

CH4、N2、CO

H2、O2、Cl2、SO2、CO2、

CH4、N2、CO

H2、O2、NH3、N2、CO、

CH4

不可干燥气体NH3、H2S、HBr、HI NH3Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2

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：H2、O2、CO、CH4、NO（只．能．用排液法收集）、CH2＝CH2、CH≡CH等。注：Cl2不用排水法收集，但可用排饱和食盐水收集,CO2可以用排饱和NaHCO3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O2、CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2(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H2、CH4、NH3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：