高中化学实验专题—制取气体
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高中化学实验室气体制备总结引言气体制备是高中化学实验室中常见的实验操作之一。
通过控制反应条件,可以从化学反应中制备出各种气体。
本文将总结高中化学实验室中常用的气体制备方法及其原理,以供参考。
一、氧气制备氧气是一种无色、无味和可燃的气体,广泛应用于燃烧、氧化等化学反应中。
在高中化学实验室中,常用的氧气制备方法是通过高锰酸钾的分解来制取。
实验步骤如下:1.取适量高锰酸钾固体放入蒸馏烧瓶中;2.加入适量稀硫酸,使高锰酸钾充分溶解;3.使用导管将烧瓶与气体收集瓶连接,将气体收集瓶内的水排空;4.缓慢加热烧瓶,观察气体收集瓶中气体的变化。
原理解释:高锰酸钾的分解反应式为:2KMnO4(s) → K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)通过加热高锰酸钾和稀硫酸混合物,高锰酸钾分解产生氧气,并通过导管收集。
二、二氧化碳制备二氧化碳是一种无色、无味的气体,在高中化学实验室中常用于酸碱中和实验和植物光合作用研究中。
常见的二氧化碳制备方法有酸与碳酸盐反应法和酵母发酵法。
1. 酸与碳酸盐反应法实验步骤如下:1.取适量碳酸盐固体(如碳酸氢钠)放入烧杯中;2.缓慢滴加酸(如稀盐酸)至碳酸盐完全反应;3.使用盖有橡皮塞的试管收集气体。
原理解释:碳酸盐与酸反应产生二氧化碳的反应式如下:NaHCO3(s) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)通过滴加酸与碳酸盐反应,产生二氧化碳气体,并用试管收集。
2. 酵母发酵法实验步骤如下:1.取适量酵母放入锥形瓶中;2.加入适量葡萄糖溶液,与酵母充分混合;3.盖上透明的气球或用试管堵住瓶口;4.静置一段时间后观察气球的膨胀情况。
原理解释:酵母通过发酵作用将葡萄糖分解生成酒精和二氧化碳。
二氧化碳气体通过瓶口进入气球内,使气球膨胀。
三、氯气制备氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体,广泛应用于消毒、漂白和制取其他化学品中。
在高中化学实验室中,氯气可以通过盐酸与漂白粉的反应制备。
常见气体制备高中化学教案
主题:常见气体制备
目标:学生能够描述和解释常见气体的制备方法,并能够进行相关实验操作。
一、引入(5分钟)
让学生回顾常见气体的命名和性质,例如氧气、二氧化碳、氢气等,并引入本节课的主题:常见气体的制备。
二、氧气的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解氧气的制备方法:通过加热过氧化氢、分解过氧化氢或用氯酸钾和二氧化锰反应制
备氧气。
2. 进行实验操作:实验室里进行过氧化氢的分解反应制备氧气。
三、二氧化碳的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解二氧化碳的制备方法:通过酸和碳酸盐反应、通过酵母植物或动物呼吸产生等制备
方法。
2. 进行实验操作:用酢酸和碳酸钠反应制备二氧化碳,并观察实验现象。
四、氢气的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解氢气的制备方法:通过金属和酸反应、通过水电解等制备氢气的方法。
2. 进行实验操作:用锌和硫酸反应制备氢气,并观察实验现象。
五、总结和作业(5分钟)
总结本节课学习到的常见气体的制备方法,并布置相关作业,例如完成相关练习题或写一
份实验报告。
六、拓展学习(10分钟)
介绍其他常见气体的制备方法,例如氯气、氨气等,并鼓励学生进行相关实验操作或研究。
注:本教案可根据具体情况进行调整和补充。
化学实验中的气体制备在化学实验中,气体的制备是一个常见的实验项目。
无论是用于实验研究还是应用于工业生产,制备气体都是必不可少的步骤。
本文将介绍几种常见的气体制备方法,包括制备氧气、氢气、二氧化碳和氮气。
一、氧气的制备氧气是一种常用的气体,广泛应用于呼吸、燃烧和氧化反应等领域。
在实验室中,可以使用以下两种方法制备氧气:1. 过氧化氢的分解过氧化氢(H2O2)分解可以制备氧气。
首先,将适量的过氧化氢溶液放入反应瓶中,然后加入少量的催化剂,如锰(MnO2)。
在加热的条件下,过氧化氢分解成水和氧气。
反应方程式如下所示:2H2O2 → 2H2O + O22. 高温分解金属氧化物高温分解金属氧化物也可以制备氧气。
选择适量的金属氧化物,如二氧化锰(MnO2),放入烧杯中,然后加热至较高温度。
金属氧化物分解生成金属和氧气。
反应方程式如下所示:2MnO2 → 2Mn + O2二、氢气的制备氢气是一种重要的气体,在实验室和工业中均具有广泛的应用。
以下是两种常见的氢气制备方法:1. 金属与酸的反应一些金属可以与酸反应产生氢气。
常用的金属有锌(Zn)和铁(Fe),常用的酸有盐酸(HCl)。
将适量的金属放入反应瓶中,然后添加足够的酸。
金属与酸反应生成氢气。
反应方程式如下所示:Zn + 2HCl → ZnCl2 + H22. 水的电解水的电解是制备氢气的另一种方法。
使用电解槽装置,将两个电极(一个是阳极,一个是阴极)浸入水中,然后通电。
在电解的过程中,水分解成氢气和氧气。
反应方程式如下所示:2H2O → 2H2 + O2三、二氧化碳的制备二氧化碳是一种常见的气体,在植物光合作用、饮料制造和灭火等方面具有重要作用。
以下是两种常见的二氧化碳制备方法:1. 一氧化碳和氧气的燃烧将适量的一氧化碳(CO)和氧气(O2)混合,然后点燃混合物。
在燃烧过程中,一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳。
反应方程式如下所示:CO + O2 → CO22. 碳酸酸和酸的反应将适量的碳酸酸(如碳酸钠)与酸(如盐酸)反应,生成二氧化碳。
高中化学实验氢气的制取及性质本实验包括制取氢气和试验氢气的性质两部分内容。
氢气是一种易燃、易爆气体,在做实验时要专门注意,在点燃前必须验纯。
实验前应认真预习实验内容。
实验目的1.练习实验室制取氢气和检验氢气纯度的方法。
2.通过实验,加深对氢气性质的认识。
实验用品试管、烧杯、酒精灯、铁架台(带铁夹)、单孔橡皮塞、玻璃导管、胶皮管、水槽。
锌粒、稀硫酸(1∶4)/(1)/、氧化铜。
火柴。
实验步骤1.制取氢气和检验氢气的纯度在实验室里,利用锌粒跟稀硫酸起反应制取氢气。
制取少量氢气常常用图24所示的简易装置。
检验氢气纯度的方法是:收集一试管氢气,试管口朝下,用拇指堵住,移近火焰,移开拇指点火,假如听到尖锐的爆鸣声,说明氢气不纯,需要再收集、再检验。
假如发出的是噗噗的声音,说明氢气已纯洁。
假如用向下排空气法收集氢气,经检验不纯而需要再检验时,应该用拇指堵住试管口一会儿,然后再收集氢气检验纯度,直到纯洁了才能连续做其它实验。
(1)按图24所示,把装置连接好,并检验装置的气密性。
(2)在试管里放入约5克锌粒,然后注入约占试管1/3容积的稀硫酸。
赶忙用带有导管的橡皮塞塞住管口,并把试管固定在铁架台上。
(3)用排水法收集氢气,检验氢气的纯度,直到试管里收集到的氢气差不多纯洁时,才能做后面的实验。
2.试验氢气的化学性质(1)氢气的可燃性用火柴点燃导管口的氢气,认真观看氢气的火焰。
用干燥的小烧杯罩在氢气的火焰上(图25),观看烧杯内壁有什么现象显现。
(2)氢气的还原性取少量氧化铜放在干燥的试管里,按图26装置。
使氧化铜平均铺在试管底部。
试管口应略微向下倾斜。
通入经检验已证明是纯洁的氢气,大约过一分钟,再加热试管里铺有氧化铜的部位。
观看试管里发生的现象。
当试管壁显现红色物质时,停止加热,再通一会儿氢气,然后再撤去氢气导管(什么缘故?假如先撤去氢气导管,会显现什么现象,什么缘故?)。
气体的发生装置结构顺序(1)装置顺序:制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置 (2)安装顺序:由下向上,由左向右(3)操作顺序:装配仪器→检验气密性→加入药品气体发生装置设计原则:根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。
一、气体发生装置:根据反应物的状态、反应条件选择气体固体、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−→−+图1图2图3图4 图5图6()启普发生器及改良4图7图8图9图10图11图12()()()17163213、注意事项:见图加液容器:分液漏斗反应容器:试管、烧瓶气体”液体气体”或“液体液体、“固体−→−+−→−+∆∆图13 图14 图15 图16 图17 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图18 图19 图20 图21 图22 图23、排水法23、储气法三、尾气处理装置:根据多余气体的性质选择气体、在水中溶解性不大的1(图27)、燃烧或袋装法2(图28、图29)图27 图28 图29气体:防倒吸。
、在水中溶解性很大的.3图26图24 图25图30图31图32图33图34图35图36图37图38四、气体净化装置:根据净化剂的状态和条件选择图39图40图41图42五、气体性质实验装置:根据反应物的状态及反应的条件选择、常温反应装置1 、加热反应装置2、冷却反应装置3六、排水量气装置:测量气体的体积相平。
中左短水位与右端水位中水相平,图中量器内的水位与水槽注意事项:图5250图45图46图47图43图44图48图49图50图51图52图53常见气体的制取原理、除杂、检验、收集和尾气处理 ⑴氧气↑+===22332KC 2O KCl lO MnO ↑++===∆224242O M n O M n O K K M n O ↑+=====∆2222222O O H O H MnO 、 ↑+=+2222422O N a O HO H O Na 装置: 除杂: 检验: 收集:⑵氢气Zn+H ₂SO ₄ ==== ZnSO ₄+H ₂↑ 装置: 除杂: 检验: 收集: 尾气处理: ⑶氯气O H Cl MnCl HCl MnO 22222(4+↑+===+∆浓) O H Cl KCl HCl KClO 22333(6+↑+==+浓)装置: 除杂: 检验: 收集: 尾气处理: ⑷硫化氢制取原理:强酸与强碱的复分解反应 制取方程式:FeS+2HCl====FeCl ₂+H ₂S↑ 装置:启普发生器检验:能使湿润的醋酸铅试纸变黑除杂:先通入饱和NaHS 溶液(除HCl),再通入固体CaCl ₂ (或P ₂O5)(除水蒸气) 收集:向上排气法尾气回收:H ₂S+2NaOH==== Na ₂S+H ₂O 或H ₂S+NaOH==== NaHS+H ₂O ⑸二氧化硫Na ₂SO ₃+H ₂SO ₄==== Na ₂SO ₄+SO ₂↑+H ₂OO H SO CuSO SO H u 224422(2C +↑+==+∆浓)装置: 检验: 除杂: 收集: 尾气回收: ⑹二氧化碳CaCO ₃+2HCl====CaCl ₂+CO ₂↑+H ₂OO H CO NaCl HCl CO a 223222N +↑+=+⑺氨气O H NH CaCl Cl NH OH Ca 23242222)(+↑+==+∆↑+=+⋅3223)(C O H NH NH OH Ca aO装置: 检验: 除杂: 收集: 尾气回收: ⑻氯化氢↑+==+∆HCl SO Na SO H NaCl 2(24242浓)↑+=+H C l N a H S O SO H NaCl 442(浓)浓盐酸滴入浓硫酸中装置: 检验: 除杂: 收集: 尾气回收: ⑼二氧化氮O H NO NO Cu HNO Cu 2223322)((4+↑+===+∆浓)装置: 检验: 除杂: 收集: 尾气回收: ⑽一氧化氮O H NO NO Cu HNO Cu 223342)(3(83+↓+==+∆稀)装置: 检验: 除杂: 收集: 尾气回收:注:1.只能用排水集气法的气体:①与空气密度相差不大有________________ ②与空气中的某种气体反应有___________________________________ 2. 只能用排空气集气法的气体:①与水反应反应有_______________________ ②易溶于水有_______________________________________________________一、选择题1.实验室用下列方法制取气体:①过氧化氢中加少量二氧化锰 ②浓硝酸中加入铜片 ③氯化铵与消石灰混合加热 ④稀硝酸中加入铜片共热。
第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集复习目标 1.了解常见气体制备原理、装置及改进。
2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
1.气体制备实验的基本思路2.重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,可将制备气体的发生装置分为三类:(1)固体+固体――→△气体 发生装置如图:制备气体:O 2、NH 3、CH 4等。
(2)固体+液体(或液体+液体)――→△气体 发生装置:制备气体:Cl 2、C 2H 4等。
(3)固体+液体(不加热)―→气体 发生装置:制备气体:选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3.常见气体典型制备系统举例(1)Cl2的实验室制备(2)SO2的实验室制备(3)NH3的实验室制备4.气体的除杂方法(1)除杂试剂选择的依据:主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
除杂原则:①不损失主体气体;②不引入新的杂质气体;③在密闭装置内进行;④先除易除的杂质气体。
(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体,加热装置图ⅠⅡⅢⅣ常见干燥剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等当CO2中混有O2杂质时,应选用上述Ⅰ~Ⅳ中的Ⅳ装置除O2,除杂试剂是Cu粉。
5.气体的收集方法收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水,且不与水反应的气体O2、H2、NO、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH36.集气装置的创新——排液集气装置装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体,如H2、O2等。
若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
氢气的性质
•氢气:
氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。
它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。
所以氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。
氢气主要用作还原剂。
•氢气的性质:
1、氢气的物理性质
在通常状况下,氢气是一种无色、无味的气体。
氢气难溶于水。
氢气是所有气体中密度最小的一种气体。
标准状况下,氢气的密度是0.0899克/升。
在101kPa下,温度为-252.87℃时,氢气可转变为无色的液体;-259.1℃时变为雪状固体。
2、氢气的化学性质(可燃性)
①纯净的氢气在空气中可以安静的燃烧,产生淡蓝色火焰,罩在火馅上方的干冷烧
杯壁上有水雾出现,接触烧怀的手感到发烫,说明该反应生成水,并放出大量热。
反应的化学方程式为2H2+O22H2O
②不纯的氧气(混有空气或氧气)点燃时极易爆炸,因此使用氢气时一定要注意安
全,点燃前一定要先检验氢气的纯度
•氢气和氧气的比较:。
初高中化学衔接——气体的制取、净化和干燥︱考点整合︱考点一实验室制取气体的思路与方法实验室制备气体应从发生装置、收集装置、气体贮存三个方面考虑。
1.制取气体的原理:实验室制取气体选择药品通常有以下几个原则;①科学性,必须能通过化学反应制取所需气体。
②反应条件不能太苛刻,反应速度要适中,便于实验室操作,且也比较容易收集。
③价格要便宜2.制取气体的装置:根据反应物的状态和反应所需的条件选择气体的发生装置。
如:(1)药品状态为固—固,且反应需要加热的,可选择实验室用加热高锰酸钾制氧气的方法制取。
(2)药品状态为固—液,且反应在常温下进行的,可选择实验室制二氧化碳的方法制取。
3.气体的收集装置:考点二实验室制取气体的操作程序实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般程序是:⑴组装仪器;一般按从左到右,从下到上的顺序进行;⑵检查装置气密性;⑶装药品;若是固体跟液体反应,一般是先装入固体再加入液体;⑷准备收集装置;若用排水法收集气体时,应在制取气体之前将集气瓶装满水;⑸制取气体;⑹收集气体并验满;⑺拆洗仪器。
考点三 气体的干燥与净化1.实验装置:常用的干燥及净化装置主要是:洗气瓶、干燥管和U 形管浓硫酸 氯化钙 碱石灰2.气体的干燥选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生反应。
如下表中常见气体的干燥剂。
3.气体的净化根据被净化的气体和杂质性质的差异来选择净化的方法和装置。
原则:⑴吸收剂只与杂质反应,不与待净化气体反应,不能引入新的杂质;⑵吸收剂与杂质反应彻底、迅速;⑶能用液体吸收剂的则不用固体吸收剂。
在多种气体杂质共存时,要注意除杂顺序。
选择吸收装置时,要注意进、出气体导管连接方法,若用洗瓶,注意“长进短出”,若用干燥管,注意“大进小出”。
常见除去气体杂质的试剂如下表所示:︱应用示例︱类型之一制取气体实验装置的选择例1.化学是一门以实验为基础的学科,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的。
制取气体实验教案一、实验目的本实验旨在教授学生如何制取气体、掌握制取气体的方法,了解气体的一般特性及影响气体性质的因素。
二、实验原理气体是无定形物质,无固定形状和容积。
气体的特性与其分子和分子之间的相互作用有关。
本实验中,我们尝试制取氧气、氢气和二氧化碳气体,方法分别如下:1. 制氧气:放一定量的高锰酸钾晶体在通过催化剂的作用下加热的活性炭上,使其分解成制氧气所需的氧气。
具体操作步骤如下:(1)将催化剂放入燃烧管内,底端用硅胶塞堵住,上端外套硼硅玻璃套管。
(2)称取一定量高锰酸钾放入小瓷碗中。
(3)将小瓷碗放入一面含少量水的大瓷碗中。
(4)将燃烧管固定在三角架上并点燃。
(5)将放有高锰酸钾的小瓷碗推入燃烧管,注意保持玻璃套管口外干净,避免高锰酸钾附着在玻璃上。
(6)当高锰酸钾加热到一定程度时,会分解成制氧气所需的氧气和其他气体。
此时可用燃烧管侧面喷上一点火,使氧气点燃。
(7)观察氧气燃烧的现象,可以看到蓝色的火焰。
2. 制氢气:利用锌和酸反应,使其产生氢气。
具体操作步骤如下:(1)准备锌条、HCl酸、水和试管三个物品。
(2)将一小块锌条放入试管中,加入少量的HCl酸。
(3)倾斜试管,使酸和锌彻底反应。
(4)在试管口上面用实验室胶带封上一个小棉花塞,用轻松的力度拍打试管,使氢气逸出。
(5)用一根火柴靠近氢气排气口,可以看到氢气燃烧。
3. 制二氧化碳气体:利用醋酸钠与酸反应,产生二氧化碳气体。
具体操作步骤如下:(1)准备醋酸钠、HCl酸、水和试管四个物品。
(2)取一小勺醋酸钠,加入适量的水中。
(3)在加入HCl酸之前,将试管先倒一定量的HCl酸,稍微加热一下。
(4)倾斜试管,用滴管将醋酸钠溶液分次加入,观察反应过程(注意酸滴入醋酸钠溶液时,需慢慢滴入)。
(5)将口含的气体吹入试管中,用火柴靠近口口,可以看到二氧化碳的火焰熄灭。
三、实验步骤1. 准备材料:(1)活性炭(2)高锰酸钾(3)钢笔芯或铜丝(4)燃烧管与套管(5)小瓷碗与大瓷碗(6)三角架(7)试管(8)锌条(9)HCl酸(10)水(11)胶带(12)棉花塞(13)瓶盖(14)醋酸钠2. 制氧气:(1)将活性炭放入燃烧管内,底端用硅胶塞堵住。
高中化学气体制取原理及其装置图选取1、常见气体的制取步骤(1)气体制取装置:气体发生装置-净化装置-干燥装置-或收集装置-吸收装置(2)气体性质验证装置:气体发生装置-净化装置-(干燥装置)-性质验证装置-吸收装置2、气体发生装置K2H2KCl+3ONH4Cl(s)+NaNO2(s)NaCl+N2↑+2H2O2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑(s)COONa(s)+NaOH(s)OHHCOOH)CuSO浓)Fe(NO浓)Fe(NO用于气体发生装置上部,冷凝回流易挥发的4、净化装置与干燥装置干燥管固体除杂剂(不加热)实验室制备的气体常常带有酸雾和水汽,有时需要净化和干燥。
酸雾可用水或物质的水溶液除去,然后根据气体性质选用浓硫酸、无水氯化钙、碱石灰等吸收水汽。
通常可使用洗气瓶、U形管或干燥管等仪器进行净化或干燥。
液体(如水、浓硫酸等)一般装在洗气瓶内,无水氯化钙和碱石灰等固体装在U形管或干燥管内。
气体中如还有其他杂质,则应根据具体情况分别用不同的洗涤液或干燥剂进行处理。
(2)净化剂的选择选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。
一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
(3)常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类:①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅酸胶体。
酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等气体。
②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。
碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。
③中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4等。
(4)净化与干燥注意事项一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,则是先除杂后干燥;若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。
在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。
有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂,不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI、SO3、C2H4等。
能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCl2来干燥NH3(因生成CaCl2·8NH3)。
5、收集装置(2)能溶于水且溶解度不大的气体,可以用排某些饱和溶液的方法收集。
如:CO 2可用排饱和碳酸氢钠溶液法收集;Cl 2可用排饱和食盐水法收集。
(H 2S 呢?)(3)Cl 2、HCl 、H 2S 、NO 2、SO 2均有毒,最好用下图装置用排气法收集:a 口进气,b 口出气,b 口应连接尾气处理装置,防止有毒气体排入空气。
(4)用排水法收集满气体后,怎样从水槽中取出集气瓶?用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将玻璃片与集气瓶一起移出水面,将盖有玻璃片的集气瓶放在桌上(考虑气体密度确定瓶口在上在下)。
6、防倒吸装置 (1)将装置切断:将有可能产生液体倒吸的系统切断,以防止液体倒吸,如用排水法收集气体,当实验结束时,必须先从水槽中将导管拿出来,然后熄灭酒精灯。
(2)设置防护装置①倒立漏斗式:如图甲所示,这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积,有利于吸收液对气体的吸收。
当易溶性气体被吸收液吸收时,导管内压强减少,吸收液上升到漏斗中,由于漏斗容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内,从而防止吸收液的倒吸。
②肚容式:如图乙所示,当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后,导气管内压强减少,使吸收液倒吸进入干燥管,吸收液本身质量大于干燥管内外压强差,吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内,从而防止吸收液的倒吸。
这种装置与倒立漏斗很类似。
③蓄液式:如图丙所示,当吸收液发生倒吸时,倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来,以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。
这种装置又称安全瓶(两管都要高)。
④平衡压强式:如图丁所示,为防止反应体系中压强减少,引起吸收液的倒吸,可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置,起着自动调节系统内外压强差的作用,防止溶液的倒吸。
7、尾气吸收装置 (1)基本原则对于有毒、有害的气体尾气必须点燃或用适当的溶液加以吸收,使它们变为无毒、无害、无污染的物质。
如尾气Cl 2、SO 2、Br 2(蒸气)等可用NaOH 溶液吸收;尾气H 2S 可用CuSO 4或NaOH 溶液吸收;尾气CO 可用点燃法,将它转化为CO 2气体。
(2)常用装置①对于极易溶于水的气体可用水吸收,用装置(2)、(3),防止倒吸〖其中装置(3)用于吸收少量气体,效果不如(2)好〗,例如HCl、HBr、NH3。
②对于溶解速率不快的气体可用装置(1),一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收,例如:Cl2、H2S、SO2等可用NaOH溶液吸收。
③对于可燃性有毒气体,可用装置(4),经点燃除掉,例如:CO。
也可以用气囊加以收集。
8、气体体积的测量对于难溶于水且不与水反应的气体,可借助排出水的体积,用量筒或滴定管测定,从而确定气体的体积。
要求量器中的液面与瓶内的液面相平。
常用的测量装置如下:9、气密性的检验(1)、基本方法:①受热法:将装置只留下1个出口,并先将该出口的导管插入水中,后采用微热(手捂、热毛巾捂、酒精灯微热等),使装置内的气体膨胀。
观察插入水中的导管是否有气泡。
停止微热后,导管是否出现水柱。
②压水法:如启普发生器气密性检查③吹气法(不常用,略)(2)、基本步骤:①观察气体出口数目,若有多个出口,则通过关闭止水夹.分液漏斗活塞或用水封等方法,只装置只剩一个气体出口。
②采用加热法、水压法、吹气法等进行检查③观察气泡、水柱等现象得出结论。
注:若连接的仪器很多,应分段检查。
(3)、实例【例1】如何检查图A装置的气密性图A 图B方法:如图B将导管出口埋入水中,用手掌或热毛巾焐容积大的部位,看水中的管口是否有气泡逸出,过一会儿移开焐的手掌或毛巾,观察浸入水中的导管末端有无水上升形成水柱。
若焐时有气泡溢出,移开焐的手掌或毛巾,有水柱形成,说明装置不漏气。
【例2】请检查下面装置的气密性方法: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。
【例3】启普发生器气密性检查的方法,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。
【例4】检查下面有长颈漏斗的气体发生装置的气密性。
方法1:同启普发生器。
…若颈中形成水柱,静置数分钟颈中液柱不下降,说明气密性良好,否则说明有漏气现象。
方法2:向导管口吹气,漏斗颈端是否有水柱上升用橡皮管夹夹紧橡皮管,静置片刻,观察长颈漏斗颈端的水柱是否下落若吹气时有水柱上升,夹紧橡皮管后水柱不下落,说明气密性良好。
【例5】检查图A所示简易气体发生器的气密性。
图A 图B方法:关闭K,把干燥管下端深度..浸入水中(图B所示),使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面,静置一段时间,若液面差不变小,表明气密性良好。
【例6】图A 图B方法:如图所示。
关闭导气管活塞,从U型管的一侧注入水,待U型管两侧出现较大的高度差为止,静置几分钟,两侧高度差缩小的说明漏气,不缩小的说明不漏气。
10、装置改进(1)在固(液)液加热制气时,如果气体产生较快,或所连装置较多,烧瓶内气压较高,分液漏斗中的液体可能不易滴下。
为使分液漏斗中的液体顺利滴下,可设计如下装置:(2)在某些制备气体和反应的装置中,右装置可防止因后续装置堵塞而造成的压强增大。
(3)制乙炔的装置,可在气体发生装置内部导气管口,放一团棉花,以免反应产生的石灰乳堵塞导管产生危险。
11、拆卸时的安全性和科学性。
(1)对有尾气吸收装置的实验,必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯,以免造成溶液倒吸;(2)用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯,同时继续通氢气,待加热区冷却后才能停止通氢气,这是为了避免空气倒吸入加热区使铜再被氧化;(3)拆卸用排水法收集需加热制取气体的装置时,需先把导气管从水槽中取出,才能熄灭酒精灯,以防止水倒吸;(4)拆卸后的仪器要清洗、干燥、归位。
常见气体的制取和检验⑴氧气检验——带火星木条,复燃收集——排水法或向上排气法⑵氢气制取原理——活泼金属与弱氧化性酸的置换装置——启普发生器检验——点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠收集——排水法或向下排气法⑶氯气制取原理——强氧化剂氧化含氧化合物装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热检验——能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;除杂质——先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)收集——排饱和食盐水法或向上排气法尾气回收——Cl2+2NaOH=== NaCl+NaClO+H2O⑷硫化氢制取原理——强酸与强碱的复分解反应装置——启普发生器检验——能使湿润的醋酸铅试纸变黑除杂质——先通入饱和NaHS溶液(除HCl),再通入固体CaCl2(或P2O5)(除水蒸气)收集——向上排气法尾气回收——H2S+2NaOH=== Na2S+H2O或H2S+NaOH=== NaHS+H2O⑸二氧化硫制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解装置——分液漏斗,圆底烧瓶检验——先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色;除杂质——通入浓H2SO4(除水蒸气)收集——向上排气法尾气回收——SO2+2NaOH=== Na2SO3+H2O⑹二氧化碳制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解装置——启普发生器检验——通入澄清石灰水,变浑浊除杂质——通入饱和NaHCO3溶液(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)收集——排水法或向上排气法⑺氨气制取原理——固体铵盐与固体强碱的复分解装置——略微向下倾斜的大试管,加热检验——湿润的红色石蕊试纸,变蓝除杂质——通入碱石灰(除水蒸气)收集——向下排气法快速制法:将CaO或者Ca(OH)2或者NaOH(皆为固体)加入浓氨水,加氧化钙是利用其与水反应消耗水且放热,加Ca(OH)2或者NaOH利用其溶于水放热⑻氯化氢制取原理——高沸点酸与金属氯化物的复分解装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热检验——通入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气)收集——向上排气法⑼二氧化氮制取原理——不活泼金属与浓硝酸的氧化—还原;装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)检验——红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成收集——向上排气法尾气处理——3NO2+H2O===2HNO3+NO NO+NO2+2NaOH===2NaNO3+H2O⑽一氧化氮制取原理——不活泼金属与稀硝酸的氧化—还原;装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)检验——无色气体,暴露于空气中立即变红棕色收集——排水法⑾一氧化碳制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用装置——分液漏斗,圆底烧瓶检验——燃烧,蓝色火焰,无水珠,产生气体能使澄清石灰水变浑浊除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气)收集——排水法⑿甲烷装置——略微向下倾斜的大试管,加热收集——排水法或向下排空气法⒀乙烯制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热除杂质——通入NaOH溶液(除SO2,CO2),通入浓硫酸(除水蒸气)收集——排水法⒁乙炔制取原理——电石强烈吸水作用装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)检验——无色气体,能燃烧,产生明亮的火焰,并冒出浓的黑烟除杂质——通入硫酸铜溶液(除H2S,PH3),通入浓硫酸(除水蒸气)收集——排水法或向下排气法。