初中化学常见实验装置
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初中化学实验中常见气体制备装置归纳
一.气体发生装置:根据反应物状态及反应条件选择发生装置
气体固体、固体−→−+∆
1
()()。
在试管口处放一团棉花应注意事项:粉末状固体反应容器:试管
21
()()()643212、注意事项:见图分液漏斗;加液容器:长颈漏斗、锥形瓶;
、广口瓶
反应容器:试管、烧瓶气体
液体、固体−→−+
长颈漏斗的下端管口要插入液面以下,以防止生成的气体从长颈漏斗中逸出。
()启普发生器及改良
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二、气体收集装置:根据气体的密度和溶解性选择
、排空气法1
、排水法2
三、气密性的检查
1.受热法:如图1所示装置,要检查装置是否漏气,应先把导气管的一端浸入烧杯或水槽的水中,用手紧握试管或用手掌紧贴烧瓶的外壁。如果装置不漏气,试管或烧瓶里的空气受热膨胀,导管口就有气泡冒出。然后把手移开,过一会儿,待试管或烧瓶冷却后,水就从烧杯或水槽中升到导气管里,形成一段水柱,则表明装置不漏气。
图2
方法:关闭分液漏斗活塞,将将导气管插入烧杯中水中,用酒精灯微热园底烧瓶,若导管末端产生气泡,停止微热,有水柱形成,说明装置不漏气。
2.压水法:如启普发生器气密性检查
图A 图B 图C
方法:如图所示。关闭导气管活塞,从球形漏斗上口注入水,待球形漏斗下口完全浸没于水中后,继续加入适量水到球形漏斗球体高度约1/2处,做好水位记号静置几分钟,水位下降的说明漏气,不下降的说明不漏气。
图3装置的气密性检查与启普发生器的气密性检查类似。首先,夹紧弹簧夹,向长颈漏斗中加入一定量的水,到高度长颈漏斗球体约1/2处一会儿,长颈漏斗中液面不下降,表明装置不漏气。
3.推拉注射器活塞的方法:检查图4、图5中装置的气密性。向长颈漏斗中加入一定量的水,浸没长颈漏斗下端管口,当缓慢拉活塞时,如果装置气密性良好,可观察到长颈漏斗下端口产生气泡。当缓慢推活塞时,如果装置气密性良好,可观察到长颈漏斗内有液面上升,形成一段水柱。
四、常见气体的制备
1.氧气的实验室制法
⑴药品及反应原理
实验室里常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法来制取氧气。
2H2O2 2H2O+O2↑(固液不加热型)
2KClO3 2KCl+3O2↑(固固加热型)
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(固固加热型)
排水法:氧气不易溶于水
⑵收集方法
向上排空气法:氧气密度比空气大:
⑶操作注意事项
①试管口要略向下倾斜,防止因加热时药品里的水分变成水蒸气到管口处冷凝成水滴而
倒流,致使试管破裂。
②试管内的导管不宜过长,只需稍伸出管塞口或与管塞口相平,以免气体难于导出。
③铁夹应夹在离试管口1/3处(试管中上部)加热,离试管口太近,试管易滑落摔破。
④药品要平铺在试管底部,不要让它堆积在底部。
⑤用高锰酸钾制氧气,试管口应放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
⑥加热时,先要把试管预热,然后集中在试管有药品的部分加热,并缓慢地向底部方向移动,使药品有控制地逐渐分解,氧气平稳地放出,便于收集。
⑦开始加热时导气管口排出的是空气,当气泡连续地并比较均匀地放出时,导出的才是氧气,这时才能收集气体。
⑧用向上排空气法收集氧气,导气管应伸到接近集气瓶底部,以免收集到的气体不纯。
⑨用排水法收集氧气,导气管不要插入集气瓶底部,只要插入集气瓶口,一是便于操作,二是便于观察气流速度而利于调控;停止加热时,应先把导管从水里拿出来,然后移去酒精灯,如果先移去酒精灯,试管内温度降低,气压减小。水就沿导管被吸到热的试管里,致使试管破裂。
氧气的检验:用带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,证明该气体是氧气。
氧气的验满:用带火星的木条伸入集气瓶口,木条复燃,证明瓶里已充满了氧气。2.氢气的实验室制法:
⑴药品:在实验室里常用锌和稀硫酸反应来制取氢气
⑵反应原理:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
发生装置:固液不加热装置
⑶实验装置排水法——因氢气难溶于水
收集方法
向下排空气法——因氢气的密度比空气小
充满氢气的集气瓶用玻璃片盖好,瓶口向下放置
混有空气或氧气的氢气点燃可能会发生爆炸。
使用氢气时,要注意安全,点燃前一定要检验氢气的纯度。
4.检验氢气纯度的力法是:收集一小试管氢气,用拇指堵住试管口,管口向下移近酒精灯火焰,移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声,就说明氢气不纯;如果声音很小,就说明氢气较纯。
3.二氧化碳的实验室制法
⑴原料:稀盐酸和大理石(或石灰石)
⑵原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
发生装置:固液不加热型
⑶实验装置
收集方法:向上排空气法:因二氧化碳能溶于水,密度比空气的大。
二氧化碳的检验:把气体通人澄清的石灰水里,石灰水变浑浊,证明生成的气体是二氧化碳。
二氧化碳的验满:用燃着的木条放在集气瓶口实验,如果火焰熄灭,证明瓶里已充满了二氧化碳。
⑷实验操作注意事项
①长颈漏斗的下端管口要伸到液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗中逸出。
②出气导管伸入瓶内不要过长,以免气体难于导出。
长颈漏斗的作用:添加酸液,调节容器内的压强。
指形小试管的作用:起液封作用,防止CO2从长颈漏斗中逸出。
问答:
实验室制取CO2气体时,为什么选用快状大理石(或石灰石)和稀盐酸作原料?能不能选用其他含有碳酸根的物质(碳酸盐)和其他酸作原料?
答:原因是:
①大理石、石灰石在自然界广泛存在,取之容易,且价格便宜,较为经济;
②二者反应产生CO2气体的速率适中,气流比较平稳,便于操作和收集;
③稀盐酸不易挥发,故制得的CO2气体比较纯净;
④反应生成的CaCl2易溶于水,不会影响CO2气体的继续生成,从而保证反应趋于完成。
以上四点,是制取气体选取原料的基本原则。
若用MgCO3(不溶性碳酸盐),因其来源少,价格贵,违背原则①,故不选用。
若用Na2CO3(可溶性碳酸盐),因其与稀盐酸反应的速率很快,难于控制和操作,违背原则②,故不选用。
若用稀硫酸代替稀盐酸,发生如下反应:
CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 +H2O +CO2↑反应中生成的微溶物CaSO4 将包裹在CaCO3表面,使酸液与CaCO3隔离,阻碍反应的继续进行。违背原则④,故不选用。
若选用浓盐酸代替稀盐酸;因稀盐酸有较强的挥发性,反应过程中挥发出来的HCl会混入CO2气体中,从而造成产物不纯,违背原则③,故不选用
五、气体的干燥、净化和尾气吸收
1.气体的干燥
气体的干燥是通过干燥剂来实现的。选择干燥剂的依据是,气体的性质,不能让干燥剂