实验室制取气体的装置

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date实验室制取气体的装置实验室制取气体的装置：实验室制取气体的装置：一 三种气体的制备1. 氧气（O2）2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O22KClO32KCl+3O22H2O2 2H2O + O22. 二氧化碳（CO2） CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2（不能用HCl与Na2CO3反应的原因：Na2CO3易溶于水，与盐酸反应速率快，不利于收集）3. 氢气（H2） ZnH2SO4 = ZnSO4H2（不用Al反应速率快，而Fe反应慢） 二 根据反应物的状态和反应条件分为两种类型1. 固 + 固 气体 发生装置(图1)：制取氧气： 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O22KClO32KCl+3O22. 固 + 液气体 发生装置(图2)：)制取氧气： 反应原理：2H2O2 MnO2 2H2O + O2 制取二氧化碳：反应原理： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2制取氢气： 反应原理：ZnH2SO4 = ZnSO4H2三 实验装置的组成（四个部分） 1.发生装置 A. 固 + 固 气体（图1）注意事项试管口略向下倾斜，防止水倒流，致使试管炸裂。铁夹夹在离试管口1/3处。试管内导管刚露出橡皮塞即可，便于导出气体。高锰酸钾制氧气时试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒随气流进入导管。酒精灯加热要用外焰加热 B. 固 + 液气体(图2) 还可以用 注意事项 分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； 导管只需略微伸入试管塞 装药品时，先装固体后装液体该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体 2.洗气装置（除杂和干燥）1. 气体的净化（除杂）一定先净化后干燥（？）,对于实验室制备氧气时可能含有的杂质只有水，而制备CO2和H2时除了又水还有HCl气体。在制备CO2和H2一定要先出去HCl再干燥。H2（HCl）用NaOH溶液 CO2（HCl）用NaHCO3溶液2. 气体的干燥（除去水） 干燥剂有：浓硫酸（酸性）、碱石灰（碱性）酸性干燥剂：不能干燥碱性气体如氨气；碱性干燥剂；不能干燥酸性气体如二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫、氯化氢等 注意：证明时，一定要先证明水再证明其它物质，证明水一定要用无水硫酸铜；除去水时，先除去杂质，再除去水 。证明二氧化碳一定要用澄清石灰水。(例2)3.收集装置常用气体的收集方法：（一般有毒排水、无毒排空）A：排水法 适用于难或不溶于水且与水不反应的气体，导管稍稍伸进瓶内。（CO、N2、NO只能用排水法）B：向上排空气法 适用于密度比空气大的气体（CO2、HCl只能用向上排空气法）C：向下排空气法 适用于密度比空气小的气体。如H2 排气法：导管应伸入瓶底4.尾气处理装置 有毒的气体不能直接排放到空气中（CO）四操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。 连接装置：先下后上，从左到右的顺序。 检查装置的气密性 ：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）固定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。收集气体：a、若用排水集气法收集气体，气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)（防止气体逸出）b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气） 用排水法收集时，导管放在集气瓶口先将导管移出水面 再停止加热五气体的验满六氧化铜（CuO）的还原实验H2、CO、C还原CuO实验的比较H2还原CuOCO还原CuOC还原CuO化学方程式H2+CuO Cu + H2OCO+CuO Cu +CO2C +2 CuO 2Cu +CO2装置图装置特点试管口略向_倾斜；通H2 的导管伸至试管底部于CuO 上方因CO有_,增加对尾气处理装置，防止CO污染空气试管口略向下倾斜；反应需高温；操作步骤反应前需检验气体纯度。还原过程分四步：一通，二点，三撤，四停检查气密性；装药品固定试管；点燃；移导管，熄灭酒精灯。实验现象黑色CuO 变成_色；试管口有_生成黑色CuO 变成_色；生成的气体使澄清石灰水变浑浊黑色固体逐渐减少；有光亮红色固体生成；生成的气体使澄清石灰水变浑浊对于用氢气和一氧化碳还原氧化铜时要先同一会气体再加热（？）七探究性试验 1.提出假设问题2.证明假设（试验操作）3.得出结论（试验现象）4.讨论例1.某化学兴趣小组利用锌和浓盐酸以及下图所示装置来制取干燥、纯净的氢气，并验证气体中的杂质。(1)实验中看到B中无水硫酸铜变蓝色，这说明产生的气体中含有杂质 (填化学式)，除此以外，还可能含有的杂质气体是 (填名称)。为了检验该杂质，可将E装置连接到上述装置中 (填序号)之间，气体从 (填a或b)进入装置E，E中所放试剂为 ，观察到的现象是 。 (2)C装置的作用是 ； (3)此实验收集氢气的下列方法中，你认为最合理的是 。(填选项编号) 向上排空气法 用干瘪气球收集 排水法例2. (08四川眉山)(6分)下图为常见的实装置(用途不一)，根据下列要求回答问题，装置可重复使用。提示：H2 + CuO Cu + H2O，无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。(1)将含有水蒸汽的氢气干燥后还原氧化铜，则该气体先要通过装置 (填序号，下同)。(2)如果要验证混合气体由H2、CO组成，则需要连接的仪器顺序为 。(3)如果要验证混合气体由CO、CO2组成，则需要连接的仪器顺序为 。(4)如果要验证混合气体由H2、H2O组成，则需要连接的仪器顺序为 。(5)如果要验证混合气体由CO2、CO、H2组成，则需要连接的仪器顺序为 例3.甲酸(HCOOH)通常是一种无色易挥发的液体，它在浓硫酸作用下易分解，反应方程式为： HCOOH浓硫酸CO+H2O ，某课外活动小组的同学欲用该反应来制取CO，并还原红棕色的氧化铁粉末。现有下列仪器或装置供选择：（1）用甲酸滴入浓硫酸的方法制取CO，应选 （填序号）装置；如果要除去CO中混有少量甲酸气体，最好选择上图中 （填序号）进行洗气。 （2）用上述方法制取的CO还原氧化铁，并检验气体产物，则各仪器的接口连接顺序为： （填字母）。（3）在对氧化铁粉末加热前，为安全起见，应进行的一项重要操作是 。（4）从开始加热到实验结束，氧化铁粉末的颜色变化为 ，反应方程式为 。（5）上述实验的尾气不能直接排放到空气中，请你说出一种处理尾气的方法： 。（6）在该制取CO的反应中，浓硫酸所起的是 作用。例3.实验室常用下列装置来制取氧气：ab（1） 写出图中有标号仪器的名称：a 、b ；（2） 用双氧水和二氧化锰来制取氧气时，可选用的发生装置是 （填序号），其中二氧化锰起 作用。（3） 用高锰酸钾制取氧气时，发生反应的化学方程式为 。（4）用E装置收集氧气的依据是 ，检验氧气是否集满的方法是 。（5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性。制取氨气反应的方程式：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3+ 2X。X的化学式为： 。制取并收集NH3，应该从上图中选择的发生装置是 ，收集装置是_。NH3是一种碱性气体，干燥时不能选用下列干燥剂中的 （填序号）。 A.固体氢氧化钠 B.浓硫酸 C.生石灰练习1.(08江苏盐城) (8分)通过一年的化学学习，应该知道有多种途径可以制取氧气。如：A.电解水B.分离空气C.加热高锰酸钾D.分解过氧化氢 E. (1)相信你在E处还可以写出另一种制取氧气的方法；(2)若用加热高锰酸钾制取氧气：实验结束，停止加热时要先把导管移出水面，其理由是 ，此时发现水槽中的水变成了浅紫红色，你认为产生该现象的原因可能是 ；(3)若分解过氧化氢制取氧气，供选用的装置如下：注射器ba丙乙甲要得到平稳的氧气流，应选用的发生装置是 (选填“甲”或“乙”)；若用丙装置干燥生成的氧气，丙中盛放的液体试剂是 ，气体应从 (选填“a”或“b”)端导入。2.(08湖北宜昌)(10分)实验室常用下列装置研究气体的制取和性质，根据所学知识回答下列问题。 A B C D E F(1)写出实验室制取氧气的一个化学方程式_。利用该反应制取氧气，发生装置应选_(填序号，下同)。(2)一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易发生下列反应2NO+O2=2NO2，则收集一氧化氮气体时不能用的装置是(填序号)_。(3)按图F作细铁丝在氧气中燃烧的实验，我观察到的现象有_(只答一条)，其相关的化学方程式是_。(4)实验室里将制得的二氧化碳气体通入澄清石灰水中，始终未出现浑浊现象，可能的原因是_。4.(08江苏徐州)(10分)通过一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置。请结合下图回答问题：(1)写出图中标号的仪器名称：a ；b 。(2)写出实验室用装置制取氧气的化学方程式 。(3)通过查阅资料得知：氨气(NH3)是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水；氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体。小芳同学加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，她应选择的反应的发生装置是 ，收集装置是 。(填字母编号)(4)小芳将收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞的水中，观察到的现象是 ， 。(5)请写出氨气和氧化铜反应的化学方程式 。5.(07汕头)(14分)请根据下列装置图回答：(1)写出下列仪器的名称： ， 。(2)如果用大理石和稀盐酸制取并收集CO2，应选用上图中的 (填序号)；其化学方程式为 。 (3)若用加热固体KmnO4来制取并用排水法收集一瓶O2，应选用上面图中的 (填序号)，其化学方程式为 。(4)已知乙炔(C2H2)气体可用水和CaC2反应制取。请你完成制取乙炔的化学反应方程式：CaC2+ = + C2H2。乙炔气中常含酸性杂质气体CO2和H2S，请在右边方框中补画出除杂装置(导气管用直线表示)，并标注必要的试剂。6.实验室常用的干燥剂“碱石灰”是CaO和固体NaOH的混合物，极易与空气中水蒸汽和CO2反应而变质。某同学对一瓶久置的“碱石灰”作了如下探究：（1）【猜想】猜想：没有变质，“碱石灰”只含有CaO、固体NaOH；猜想：已完全变质，“碱石灰”全部变成了CaCO3和Na2CO3。则CaO与水反应的反应方程式为 。（2）【实验】如下图所示：（3）【判断】a若Ca(OH)2、CaCO3和Na2CO3投入到水中不会放热，则由操作现象判断：猜想 （填：成立、不成立）b操作发生化学反应的方程式为 ；由操作的现象判断：滤液中含有 （写化学式）；由此判断猜想 （填：成立、不成立）。c综合a和b的结论，判断该样品变质情况为 。（4）【拓展】由上述实验说明，实验室中“碱石灰”应 保存；操作中玻棒的作用是 。7.某学生小组对过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究。 (1)假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳。 (2)设计方案：将一定量氧化铁在隔绝氧气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。 (3)查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应，可用来隔绝氧气。(4)实验： 操作步骤及实验现象 简 答 称取32g氧化铁与2g炭粉均匀混合，放入重4848g的玻璃管中，按上图装置连接 写出装置中编号仪器的名称：A ，B 加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气 其目的是 夹紧T处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊 该现象说明 完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为5224g (5)数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为048g，氧元素质量为096g (6)结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是 -