常见气体的制取

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,TLF制作,*,第十二章 化学实验基础,第三节 常见气体的实验室制法,一、气体制备装置设计,装置的设计,:,发生装置 净化（或干燥）装置,收集或量气（或性质实验,),装置 尾气处理,验满,1,、气体发生装置,基本类型,:,A,、固,-,固加热装置,C,、固（液）,-,液加热装置,设计原则：,根据反应物的状态和反应条件,B,、固（液）,-,液不加热装置,注意事项：,（,1,）试管口应略向下倾斜,（,2,）试管夹夹在距试管口,1/3,处（,3,）药品应平铺于试管底部,（,4,）导管不宜伸入试管内过长，粉末状固体，应在试管口堵一团棉花。,（,5,）实验开始时先检验装置的 气密性,（,6,）加热时，先预热且外焰加热,A,、固,-,固加热装置,该装置可用于制备,O,2,和,NH,3,2KMnO,4,K,2,MnO,4,+O,2,+ MnO,2,2KClO,3,2KCl+3O,2,MnO,2,B,、固（液）,-,液不加热装置,注意事项：,a.,检验装置的气密性,b.,长颈漏斗插入液面以下,c.,制,H,2,S,时应在通风橱中, H,2,S,剧毒,可用于制备,H,2,、,CO,2,、,O,2,、,H,2,S,、,SO,2,、,NH,3,、,NO,2,、,NO,和,C,2,H,2,Na,2,SO,3,+H,2,SO,4,(,浓,)=Na,2,SO,4,+SO,2,+H,2,O,启普发生器,注意事项：,启普发生器只适用于,块状固体,与,液体,在,反应速率适中且,不加热（,也不能大量放热）,条件下制取难溶于,反应混合物,的气体如,CO,2,、,H,2,S,、,H,2,启普发生器,A,B,C,注意事项,（,1,）检验装置的气密性,（,2,）加热易暴沸的混合物时要加碎瓷片，防暴沸,（,3,）,制乙烯时不必用分液漏斗，,但用温度计控制反应温度,C,、固（液）,-,液反应物（加热）,可用于制备,Cl,2,、,HCl,、,C,2,H,4,170,C,双通加热管,干燥管,洗气瓶,2,、干燥及净化装置,常见除杂试剂有：,浓,H,2,SO,4,:,除去水蒸气,（,也可除去SO,2,混有的SO,3,）,。,强碱溶液：如,NaOH,溶液可吸收酸性的气体。,饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收并转化，如：,CO,2,（,HCl,、,SO,2,）,-,饱和,NaHCO,3,溶液,SO,2,（,HCl,、,SO,3,）,-,饱和,NaHSO,3,溶液,酸性,KMnO4,溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，,如,除去混在,CO,2,气体中的,SO,2,、,H,2,S,等,。,溴,水：除去,CH,4,气体中混有的,C,2,H,4,、,C,2,H,2,。,CuSO,4,溶液：,除去混在,C,2,H,4,气体中的,H,2,S,气体,。,CCl,4,或苯等有机溶剂：,利用溶解性的不同来除杂，如,HBr,中混有的,Br,2,、苯蒸气杂质气体。,酸性干燥剂,:,如浓硫酸、五氧化二磷。,碱性干燥剂,:,如生石灰、碱石灰、固体,NaOH,。,中性干燥剂,:,如无水氯化钙，可干燥中性、酸性、碱性气体。,常见干燥剂,酸性气体：,CO,2,、,Cl,2,、,HCl,SO,2,、,H,2,S,、,NO,2,碱性气体：,NH,3,中性气体：,N,2,、,H,2,、,O,2,、,CH,4,注意：,不能用,CaCl,2,来干燥,NH,3,不能用,浓,H,2,SO,4,干燥,NH,3,、,H,2,S,、,HBr,、,HI,等。,3,、收集装置,排空气法,CO,2,、,Cl,2,、,HCl,H,2,、,NH,3,排水法,(,或排饱和溶液法,),Cl,2,:,排饱和食盐水,CO,2,:,排饱和,NaHCO,3,溶液,SO,2,:,排饱和,NaHSO,3,溶液,H,2,、,O,2,、,NO,、,C,2,H,2,、,N,2,、,CO,4,、气体验满,5,、量气装置,注意：气体恢复室温后再读数,读数时保证内外液面相平,6,、尾气处理装置,（,2,）水溶解法 如,HCl,、,NH,3,等。,（,1,）直接排放,O,2,、,N,2,、,CO,2,（,3,）碱液吸收法 如,Cl,2,、,H,2,S,、,CO,2,、,SO,2,、,NO,2,、,NO,（,O,2,）等。,（,4,）可燃性气体用燃烧法,如,CH,4,、,C,2,H,4,、,C,2,H,2,、,H,2,、,CO,等。,（,5,）袋装法,防倒吸,a,洗气瓶的进气管应,“,长进短出,”,；,b,干燥管应大口方向进气，小口出气 ；,水,c,量气装置的导管应,“,短进长出,”,；,d,有易挥发液体反应或生成时，要设计冷凝回流装置。,气,装置连接的原则,7,、连接及拆卸问题, 装配仪器时：从下向上；从左往右, 仪器拆卸的一般过程：,从右到左，自上而下，,先拆主体，后拆部件。,1,利用下列各组中的物质作用制备和收集,相应气体，能采用右图实验装置的是（ ）,浓氨水与固体,NaOH,电石与水反应,过氧化氢溶液与二氧化锰,稀硝酸与铜片,镁条与稀硫酸,A,仅,B,仅,C,仅,D,全部,B,练习：,a,b,c,2,、,用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体,（,a,、,b,、,c,表示相应仪器中加入的试剂），其中,可行的是,( ),气体,a,b,c,A,NO,2,浓硝酸,铜片,NaOH,溶液,B,SO,2,浓硫酸,Cu,酸性,KMnO,4,溶液,C,NH,3,浓氨水,生石灰,碱石灰,D,CO,2,稀盐酸,CaCO,3,浓硫酸,D,3,、 已知,KMnO,4,与浓,HCl,在常温下反应能产生,Cl,2,。 若用图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（不考虑单元装置）,( ) A,只有处,B,只有处,C,只有和处,D,、处,D,4,、如图，向装置中缓慢地通入气体,X,，,若关闭活塞，则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊,;,若打开活塞，则品红溶液褪色。,据此判断气体,X,和洗气瓶内溶液,Y,分别可能是,( ),A,B,C,D,X,SO,2,H,2,S,CO,2,Cl,2,Y,饱和,NaHCO,3,浓硫酸,Na,2,SO,3,溶液,Na,2,CO,3,溶液,AD,5,、下图所示为制取氯气的实验装置：,烧瓶中盛放的固体是,MnO,2,和,NaCl,。,（,1,）盛放药品前，怎样检验此装置的气密性,。,（,2,）分液漏斗中盛放的液体是,，打开活塞,K,，将分液漏斗中的液体加入烧瓶中，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯，烧瓶中发生反应的化学方程式为,。,（,4,）,B,中盛放的液体是,；收集氯气完毕，所进行的操作为,。,B,装置的作用是,_,。,（,5,）欲收集到干燥的纯净的氯气应对此装置进行一些改进。试画出改进的装置图，并标出装置中所盛放的药品：,。,（,3,）,D,中盛入的液体是,，其作用为,。,答案：（,1,）将,D,装置中导管出口浸没在水面下，,关闭分液漏斗活塞，打开,K,，加热,A,装置，,D,装置中有气泡冒出，关闭,K,，长颈漏斗中液面上升（,B,瓶中液面下降），说明装置不漏气。,（,2,）浓硫酸,NaCl+H,2,SO,4,（浓）,= NaHSO,4,+HCl(),MnO,2,+4HCl,（浓）,= MnCl,2,+Cl,2,+2H,2,O(),（,3,）氢氧化钠溶液；吸收多余的氯气,（,4,）饱和食盐水；关闭活塞,K,，撤去酒精灯，贮存多余的氯气，防止氯气污染环境。,（,5,）应在,B,、,C,装置,之间连接如右图装置,