中学化学中常见气体的实验室制法.

中学化学中常见气体的实验室制法福建省政和一中化学组2004.3气体的实验室制法1气体发生装置2气体净化装置3干燥剂的选择及使用原则4气体收集装置5除尾气装置6气体装置的设计想一想气体制取的发生装置有几种类型？如何选择气体的发生装置？根据反应物质的状态和反应条件2气体发生装置的基本类型A、固体反应物（加热）B、固液反应物（不加热）C、固（液）液反应物（加热）一气体发生装置1气体发生装置的设计原则：可用于制备O2、NH3和CH4A、固体反应物（加热）注意事项：（1）试管口应略向下倾斜（2）试管夹夹在试管的中上部;（3）药品应平铺于试管底部（4）导管不宜伸入试管过长（5）实验开始时先检验装置的气密性（6）加热时，先预热且应用外焰加热试管导管酒精灯铁架台224242OMnOMnOKKMnO233222OKClKClOMnOOHNHCaClOHCaClNH232242)(24323CHCONaNaOHCOONaCHCaO可用于制备H2、O2简易装置简单装置B、固液反应物（不加热）注意事项：（1）启普发生器只适用于块状固体与液体在不加热条件下制取难溶于水的气体如CO2、H2S、H2(不可用于制C2H2)（2）简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气的反应（3）操作时应注意：A..检验装置的气密性B.长颈漏斗插入液面以下C.制H2S时应在通风厨中,H2S剧毒启普发生器2442HZnSOSOHZnOHCOCaClHClCaCO22232SHFeSOSOHFeS244222222)(2HCOHCaOHCaC2223)(32)(4NOOHNOCuHNOCu浓可用于制备Cl2、HCl、SO2、NO和C2H4。C、固（液）液反应物（加热）注意事项：（1）检验装置的气密性（2）加热时要预热，受热均匀（3）加热易暴沸的混合物时要加沸石，防暴沸（4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度液体----分液漏斗固体----圆底烧瓶石棉网OHHCOHHCSOH2425242170COHNONOCuHNOCu223)(342)(383稀OHSOSONaSOHSONa2242)(4232浓HClHSONaSOHNaCl42)(42浓OHClKClMnClHClKMnOOHClMnClHClMnO22242222852216224思考题气体的收集装置和净化装置分别有几种类型？根据什么原则选择有关装置？二气体收集装置1气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度2气体收集装置类型排水法H2、CH4、NOO2、N2、C2H2装置类型示意图气体性质实例向上排气法向下排气法难溶或微溶于水的气体密度大于空气的气体密度小于空气的气体H2、NH3、CO2Cl2HCl三气体净化装置1气体净化装置的设计原则：根据净化药品的状态和净化条件洗气瓶进气管应“长进短出”干燥管应大口方向进气，小口出气。2气体净化装置类型cd液体试剂固体试剂固体试剂需加热酸、碱性据气体的氧化、还原性干燥剂选择干燥剂状态选择干燥装置气体的酸碱性干燥剂的酸碱性保持一致酸性干燥剂（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干燥碱性气体；碱性干燥剂(如碱石灰、生石灰、固体NaOH等)不能用来干燥酸性气体如Cl2。有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性气体（如H2S、HI等）。①气体在被干燥的过程中要不能被减少②不要引入新的杂质。3干燥剂的选择及使用原则1、选择原则3、常见干燥剂2、选择方法4常见干燥剂及使用装置液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂可干燥气体不可干燥气体→→浓硫酸无水CaCl2碱石灰H2,O2,Cl2SO2,CO,N2,CH4O2,Cl2,HCl,SO2,H2,CO,N2,CH4H2,O2,N2,CH4,NH3H2S,NH3,HBr,HI,C2H4NH3HX,H2S,SO2,CO2,NO2,Cl21、燃烧法如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。2、碱液反应法如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。3、水溶解法如HCl、NH3等。四、除尾气装置思考题分析下面装置有哪些作用？A、净化气体B、向上排气法收集气体C、向下排气法收集气体D、排水集气法收集气体发生装置净化装置干燥装置收集装置吸收装置反应物状态及反应条件气体及杂质的性质气体的性质选择干燥剂气体水溶性及密度气体的毒性选择吸收剂气体装置的设计1、装置连接顺序气体装置的设计装药品防倒吸防氧化措施仪器拆卸等。查气密性2、操作顺序一般包括：仪器连接3、气体的净化原则：一、要分析杂质气体的性质二、要分析被净化气的性质；4、实验操作的先与后A、装配仪器时：先下后上；先左后右B、加入试剂时：先固后液C、实验开始时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯；D、有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气；E、有些实验为防氧化往往最后停止通气。F、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。气体装置的设计G、净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无气味的气体，最后除水蒸气。科学性安全性可行性简约性设计化学实验时，应遵循四个基本要求：即实验原理、操作程序和方法必须正确即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题要满足中学现有的实验条件装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等气体装置的设计练习1、（1）在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是（填入仪器的编号）。（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石，比较合理的方案应选用的药品是。a、c、d、e浓硝酸、水、块状大理石练习7、实验室可用氯气与金属反应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示。试回答：1）B中反应的化学方程式为2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是3）D中反应的化学方程式为：4）装置（Ⅰ）的主要缺点是5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：6）如果选用Ⅱ装置来完成实验，则必须采取的改进措施是4HCl+MnO2=MnCl2+2H2O+Cl2↑B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，才开始加热D2Fe+3Cl2=2FeCl3导管易被产品堵塞；尾气排入空气，易造成环境污染产品易潮解在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置练习1、实验室用甲酸与浓硫酸在加热条件下制取CO气体反应为：HCOOHH2O+CO↑,请设计一装置以制取干燥纯净的CO气体。H2SO4△NaOH溶液浓硫酸甲酸、沸石浓硫酸分析:(1)液体+液体→气体(2)甲酸易挥发，混合液易暴沸，应加沸石(2)气体难溶于水且密度与空气相差不多(3)所含杂质为：甲酸，水蒸气(4)CO有毒，尾气应点燃△2、某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，并测定样品中氧化铜的质量分数（即质量百分含量），其实验步骤如下：粗氧化铜W1g①加过量盐酸过滤溶液Ⅰ沉淀ⅠW2g沉淀ⅡW3g②加入X溶液Ⅱ③加入Y过滤溶液Ⅲ⑤④氯化铜晶体CuCl2·2H2O无水氯化铜W4g实验过程中所用的物质X、Y及pH值控制可参照下列附表确定。回答下列问题：1、沉淀Ⅱ的成分是（写化学式）。2、物质X可选用表二中的，物质Y可选用表二中的。（填序号，且全部选出）3、过滤Ⅱ操作中所用仪器有铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸等，还需使用的仪器是（填仪器名称）。Fe（OH）3H、EA、D漏斗、玻棒练习3、某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，并测定样品中氧化铜的质量分数（即质量百分含量），其实验步骤如下：粗氧化铜W1g①加过量盐酸过滤溶液Ⅰ沉淀ⅠW2g沉淀ⅡW3g②加入X溶液Ⅱ③加入Y过滤溶液Ⅲ⑤④氯化铜晶体CuCl2·2H2O无水氯化铜W4g④、⑤步操作中，所需装置如图所示：①按气流的方向从左到右的顺序，各装置的连接顺序（填接口字母）为接、接、接。②D中所发生反应的化学方程式为：。③C的作用是，浓H2SO4碱石灰ABCDgabcdf2NaCl+H2SO4(浓)2HCl+Na2SO4a、防空气中的水蒸气进入B，而得不到纯的无水CuCl2b、吸收HCl气体及分解产生的水蒸气。abcdefg3、某化学兴趣小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，并测定样品中氧化铜的质量分数（即质量百分含量），其实验步骤如下：粗氧化铜W1g①加过量盐酸过滤溶液Ⅰ沉淀ⅠW2g沉淀ⅡW3g②加入X溶液Ⅱ③加入Y过滤溶液Ⅲ⑤④氯化铜晶体CuCl2·2H2O无水氯化铜W4g④若第④步中有80%的氯化铜转入晶体，其余各步骤转化都是完全的，则样品中氧化铜的质量分数（质量百分含量）的计算式为：。浓H2SO4(KCl、MnO2)(Cu粉)4、某学生提出用实验室制氧气（以氯酸钾为原料，二氧化锰作催化剂）的残渣为原料，制无水氯化铜。说明：①本小题装置示意图中的仪器可以用下面的方式表示：敞口玻玻璃分液玻璃有塞玻璃容器漏斗漏斗导管璃容器硬质玻璃管：石棉网：干燥管：②铁架台、酒精灯、玻璃导管之间连接的胶管等，在示意图中不必画出，如需加热，在需加热的仪器下方，标出“△”表示。）试选用实验室中的常用仪器和其他必要的试剂，设计绘画出最简易的实验装置示意图。并标出所用的试剂。化学组2004.3福建省政和一中