高中化学详解--常见气体的实验室制法

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OHNHCaClOHCaClNH232242)(2该装置可用于制备O2和NH32KMnO4K2MnO4+O2↑+MnO2∆2KClO32KCl+3O2↑∆MnO2B、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H2S时应在通风橱中,H2S剧毒可用于制备H2、CO2、O2、H2S、SO2、NH3、NO2、NO和C2H2SHFeSOSOHFeS244222222)(2HCOHCaOHCaC222332)((4NOOHNOCuHNOCu浓）2222222OOHOHMnOOHNONOCuHNOCu223342)(3)(83稀Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O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CO2、H2S、H2启普发生器ABC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Cl2、HCl、C2H4OHHCOHHCSOH2425242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：①浓H2SO4:除去水蒸气（也可除去SO2混有的SO3）。②强碱溶液：如NaOH溶液可吸收酸性的气体。③饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收并转化，如：CO2（HCl、SO2）----饱和NaHCO3溶液SO2（HCl、SO3）----饱和NaHSO3溶液④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CO2气体中的SO2、H2S等。⑤溴水：除去CH4气体中混有的C2H4、C2H2。⑥CuSO4溶液：除去混在C2H4气体中的H2S气体。⑦CCl4或苯等有机溶剂：利用溶解性的不同来除杂，如HBr中混有的Br2、苯蒸气杂质气体。①酸性干燥剂:如浓硫酸、五氧化二磷。②碱性干燥剂:如生石灰、碱石灰、固体NaOH。③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：CO2、Cl2、HClSO2、H2S、NO2碱性气体：NH3中性气体：N2、H2、O2、CH4注意：不能用CaCl2来干燥NH3不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI等。3、收集装置排空气法CO2、Cl2、HClH2、NH3排水法(或排饱和溶液法)Cl2:排饱和食盐水CO2:排饱和NaHCO3溶液SO2:排饱和NaHSO3溶液H2、O2、NO、C2H2、N2、CO4、气体验满5、量气装置注意：①气体恢复室温后再读数②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、NH3等。（1）直接排放O2、N2、CO2（3）碱液吸收法如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO（O2）等。（4）可燃性气体用燃烧法如CH4、C2H4、C2H2、H2、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①装置连接的原则7、连接及拆卸问题②装配仪器时：从下向上；从左往右③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（）①浓氨水与固体NaOH②电石与水反应③过氧化氢溶液与二氧化锰④稀硝酸与铜片⑤镁条与稀硫酸A．仅①②③B．仅③C．仅①②③D．全部B练习：abc2、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abcANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BSO2浓硫酸Cu酸性KMnO4溶液CNH3浓氨水生石灰碱石灰DCO2稀盐酸CaCO3浓硫酸D3、已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。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①单元装置）()A．只有④处B．只有②处C．只有②和③处D．②、③、④处D4、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()ABCDXSO2H2SCO2Cl2Y饱和NaHCO3浓硫酸Na2SO3溶液Na2CO3溶液AD5、下图所示为制取氯气的实验装置：烧瓶中盛放的固体是MnO2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+H2SO4（浓）==NaHSO4+HCl↑(△)MnO2+4HCl（浓）==MnCl2+Cl2+2H2O(△)（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