气体发生装置的基本类型

常见气体的实验室制法一、气体的制备：实验室制取纯净的气体一般有以下环节：（1）气体的发生 （2）气体的净化（3）气体的收集（4）尾气的处理（对于有毒气体） 1、常见气体的制备原理：气体发生装置的三种典型类型：中学化学中要求掌握约13种气体的制备，它们是：三种单质气体(O 2，H 2，Cl 2)、三种氢化物(HCl ，H 2S ，NH 3)、三种有机气体(CH 4，C 2H 4，C 2H 2)、四种氧化物(CO 2，SO 2，NO ，NO 2)。

写出下列制备反应的化学方程式： H 2: NH 3: O 2: NO 2: 或： NO ： Cl 2: CO 2: HCl: CH 4: H 2S: C 2H 4: C 2H 2: SO 2:2、气体发生装置：（1）固、固加热：即： 固+固△气如制取 等。

装置如右图： （2）液固或液、液加热：即：液+固 △气； 液+液 △ 气，如制取 等。

装置如右图：（3）液固不加热： 即：液+固 气如制取 等。

装置如右图：启普发生器，它用于固—液常温下反应制取大量气体。

其优点是可以随时反应，随时停止。

使用时应注意装置是否漏气；液体不能添加太满；固体试剂应是块状。

启普发生器由 、 、 三部分组成。

３．气体的净化：(１) 净化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吸收；②酸性气体杂质可用碱性物质吸收；③碱性气体杂质可用酸性物质吸收；④水蒸气可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可用作吸收剂。

1、含有HCl杂质气体⑴CO2（HCl）––––- 溶液；SO2（HCl）––––溶液H2S（HCl）––––- 溶液；⑵Cl2（HCl）––––––；H2（HCl）––––- ；2、中性气体中含有酸性杂质气体：用溶液吸收①O2（Cl2）②H2（H2S）③O2（CO2）④CO（CO2）⑤C2H2（H2S）⑥NO（NO2）3、酸性气体中含有其它酸性杂质气体①CO2（SO2）––––- 溶液；②CO2（H2S）–––––- 溶液；4、含有O2杂质气体①CO2（O2）–––––；②N2（O2）––––-5、HCl（Cl2）–––––。

(四)高中化学的实验装置中学化学的实验装置大部分与气体有关、常见装置(组件)按其用途分大体有供气装置、安全装置、气体净化装置、气体性质验证反应或其它反应装置、量气装置、尾气处理装置等。

一、供气装置的理解和设计1、气源类型及装置实验时,气体的流向通常是从左到右。

因此供气装置一般在最左端。

常见的供气形式有制气(气体发生装置)、贮气释放(贮气装置)和鼓入空气(鼓气及缓冲装置)。

(１)气体发生装置。

依照制气反应的反应物状态和反应要否加热,基本的气体发生装置有三类:①固体加热类如图２-４—1;②固-液(或液—液)常温类如图2-4-2;③固-液(或液-液)加热类如图2—4—４。

对比装置:( )启普发生器原理及类似反应器图２—4-3装置是图２—4-2装置的变形,分液漏斗用长颈漏斗替代,当广口瓶中不能形成液层时(如电石与水反应,需缓慢加水,控制反应速率)加小试管,加液时试管中首先充满液体,起“液封"作用,防止气体从漏斗逸出、图2-4－5是启普发生器。

启普发生器属于固—液常温类发生装置、它的优点是能随时控制反应的发生或停止,使用的范围除了“固液、常温”外,还有附加条件如固体必须是块状且不易溶于水,生成的气体溶解度不大,反应放热不能过快,生成物要易溶。

(2)贮气装置实验所需气体事先制取好,存于贮气装置中,在实验时用适当的方法使气体按一定的流速释放出来。

贮气装置的形式有多种,图2-4—6是实验室常用的贮气瓶,使用时由漏斗进水把气体压出。

图2—4-7所示贮气装置的优点是贮气量大,使用时只要打开活塞,在“钟罩”自重的作用下,气体可自动流出。

通常适用于贮气装置的气体应是难溶于水的气体。

３)鼓空气装置图2-4-８中左边是用于鼓气的橡皮囊,广口瓶起缓冲气流的作用。

2、供气目的制取或通入气体的目的常见有三种(1)制取一种气体并试验其性质;(2)制取或导入一种气体,以此为一种反应物与另外一种物质反应来制取其它物质;(3)利用这种气体的气流把装置中的空气或其它气体排出或者防止气体倒流。

氯气的实验室制法及氯离子的检验【教学目标】1、掌握实验室制取Cl2的原理和实验装置2、掌握Cl－的检验方法【知识梳理】一、氯气的实验室制法1、反应原理：1774年，瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，发现有黄绿色气体生成，反应为4HCl(浓)＋MnO2△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (实验室通常用该法制Cl2)(1)试剂的选择：选取试剂的主要依据是制取气体的性质。

氯气具有强氧化性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。

如：MnO2＋4HCl(浓)△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(2)装置的选择：实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置，主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置2、气体的发生装置(1)气体发生装置类型：固体＋液体气体(2)发生装置所用仪器的名称：分液漏斗、圆底烧瓶(3)实验仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶3、气体的净化装置：气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。

用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。

同时注意除杂的先后顺序：先除HCl气体，再除水蒸气(1)除去Cl2中少量的HCl气体：饱和食盐水(2)除去Cl2中少量的水蒸气：常用浓H2SO4，也可用干燥的CaCl2，装置如图所示4、气体的收集装置：选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。

因为氯气能溶于水，密度比空气大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。

Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法5、尾气处理装置：氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置(1)导气管要伸入液面以下(2)氢氧化钠溶液的作用：吸收过量的氯气，防止污染环境6、验满方法(1)观察法：氯气是黄绿色气体(2)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满(3)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满【微点拨】①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，且随着反应的进行，盐酸浓度变小，无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液②浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4 mol HCl参加反应，被氧化的Cl－为2 mol③为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，减少HCl的挥发④Cl2有毒，必须有尾气吸收装置，常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰，不用澄清石灰水，因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小，吸收慢且吸收不完全⑤实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气【即学即练1】1、将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L－1的盐酸混合后缓缓加热，向反应完全后的溶液中加入足量AgNO3溶液，则生成的AgCl沉淀的物质的量(不考虑盐酸的挥发)()A．等于0.3 mol B．小于0.3 molC．在0.3～0.6 mol之间D．以上结论均不正确2、实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。

化学实验知识归纳一、常用仪器的使用1、能直接加热的：试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙○1试管：装溶液不超过试管容积的1／2，如需加热则不超过1／3；加热时需用试管夹，并使受热均匀，外壁要干燥；拿取试管时，用中指、食指、拇指拿住前l／3处；加热固体时管口略向下倾斜○2区别：蒸发皿：蒸发液体或浓缩溶液或结晶；坩埚：用于灼烧固体使其反应；燃烧匙：少量固体燃烧。

2、垫石棉网加热的：烧杯、烧瓶(圆底、平底)、锥形瓶○1烧杯：方法加热应放在石棉网上，且外部擦干；溶解固体时要轻轻搅拌，玻璃棒不碰器壁；反应液体不超过容量的2／3；加热时液体不超过容量的1／2，常用规格有100mL、250mL、500mL、1000mL等，要注意运用。

（在蒸发或结晶时，烧杯的上方应放置一个表面皿，防止液体飞溅或落入灰尘）○2蒸馏烧瓶：加热时要垫石棉网，加碎瓷片防暴沸；液体加入量不要超过容量的1／2；蒸馏(分馏)时温度计水银球宜在支管口处○3其他隔石棉网加热仪器，加热时液体不超过容量的1／23、不能加热的：集气瓶、试剂瓶(广口、细口)、启普发生器（粉末状固体也不能用）、滴瓶○1集气瓶：上口平面磨砂，内侧不磨砂○2滴瓶、细口瓶（装液体）、广口瓶（装固体）：见光易变质的试剂装入棕色瓶中；带有玻璃塞的试剂瓶不可盛装强碱性试剂；瓶塞不能互换；不能加热；倾倒液体时标签向手心；滴瓶不存放碱液及强挥发腐蚀橡胶的试剂(如浓溴水、浓硝酸等)4、计量仪器：温度计、天平、滴定管(酸式、碱式)、量筒、容量瓶、移液管○1容量瓶(精度0.01 mL)：不用作反应器，不可加热，瓶塞不可互换；用前必须检漏(方法?)；不宜贮存配好的溶液；不可直接溶解溶质；使用时注意选用合适的规格；摇匀时塞好塞子，用食指顶住瓶塞，另一手的手指托住瓶底，倒转和摇动多次；瓶塞应严密不漏水；容量瓶的容积通常是在20℃下标定的；常用规格有50 mL、100 mL、250 mL、1000 mL等。

（容量瓶用毕后，立即洗净，并在瓶口与玻璃塞间垫以纸片。

第二章 第二节 氯及其化合物第3讲 氯气的实验室制法【讲】知识点1氯气的实验室制法 1．反应原理(1)化学方程式：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

(2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl －生成Cl 2，该反应中MnO 2为氧化剂，浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。

2．仪器装置(1)气体发生装置类型：固＋液――→△气(2)发生装置所用仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。

(3)除杂装置：装置C 的作用是除去Cl 2中少量的HCl 气体。

装置D 的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。

3．收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。

(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。

4．验满方法观察到E 中充满黄绿色气体，则证明已集满。

5．尾气处理烧杯F 中盛放的液体是NaOH 溶液。

该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。

6、注意事项：(1)实验室制取氯气的反应原理是选用氧化剂(如MnO 2、KMnO 4等)将盐酸中的部分氯离子氧化而得到氯气。

(2)制取的氯气有毒，且在加热时容易逸出，所以应选用分液漏斗，而不用长颈漏斗。

(3)尾气处理时，不能用澄清石灰水吸收氯气，因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸收不完全。

(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的氯气，再拆卸装置，避免污染空气。

【练】1．下列关于实验室制氯气的说法中错误的是( ) A ．该反应是一个氧化还原反应，其中二氧化锰是氧化剂 B ．HCl 表现还原性和酸性C ．该反应的离子方程式为MnO 2＋4H ＋＋4Cl －=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑ D ．该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的答案 C解析 由MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑可知，二氧化锰是氧化剂，HCl 中氯元素部分化合价升高，HCl 既表现还原性，又表现酸性；氯化锰是可溶于水的强电解质，在离子方程式中应写成离子符号。

第二节 氯及其化合物 第1课时 氯气的性质一、氯元素的原子结构、氯气的物理性质1．氯元素的原子结构及存在2．氯气的物理性质二、氯气与金属、非金属单质的反应1．与金属单质的反应氯气在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物。

2．与非金属单质(如H 2)的反应(1)实验操作：在空气中点燃氢气，然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中。

(2)实验现象：纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。

(3)化学方程式：H 2＋Cl 2=====点燃2HCl 。

(1)氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。

①氯气能与绝大多数金属反应，一般把变价金属(如Fe 、Cu )氧化到最高价。

②氯气在一定条件下能与非金属单质(如H 2、S 、P 等)反应。

(2)燃烧是发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参与。

如2P ＋3Cl 2=====点燃2PCl 3等。

(3)描述现象时，固体小颗粒分散在空气中形成“烟”，液体小液滴分散到空气中形成“雾”。

三、氯气与水的反应1．常温下，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的部分氯气与水发生反应的化学方程式是Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO 。

2．漂白原理的探究实验氯气溶于水能杀菌、消毒以及能使某些染料和有机色素褪色，是因为氯气与水反应生成了HClO 。

氯气用于自来水消毒时，因与水中的有机物反应，生成的有机氯化物可能对人体有害，所以要严格控制饮用水中余氯的含量，并开始使用二氧化氯(ClO 2)、臭氧等新的自来水消毒剂。

3．次氯酸的性质 (1)弱酸性次氯酸是易溶于水的弱酸，比碳酸酸性弱，写出氯气和水反应的离子方程式：Cl 2＋H 2O=== H ＋＋Cl －＋HClO 。

(2)不稳定性次氯酸不稳定，见光易分解，反应的化学方程式：2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑。

(3)强氧化性次氯酸具有强氧化性，其氧化性比Cl2强，可用于自来水的杀菌、消毒，使某些染料和有机色素褪色，还可以用作漂白剂。