常见气体的制备
2011-11-14 15:48阅读:
常见气体的制备
复习要求:
1、
掌握常见气体的制备的反应原理、除杂、收集、验纯、检验、尾气处理等
2、
掌握仪器气密性的检验
3、
如何防止倒吸
复习要点:
一、常见气体的常规制法:
气体
名称
|
反应原理
(化学方程式) |
反应
装置
|
收集
方法
|
操作注意
事项
|
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氧气
|
2KClO3
2KCl+3O2↑ |
固+固 气
大试管、
酒精灯等
|
|
排水法
制O2时试管要
干净,MnO2应
加热处理过
|
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2KMnO4
K2MnO4+
MnO2+O2↑ |
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氨气
|
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
|
向下排气法
|
|
氢气
|
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
|
固+固 气
启普发生器
或简易装置
|
排水法
向下排气法
|
1、使用长颈漏斗
时,要使漏斗下端
伸入液面下
2、启普发生器只
可用于不溶于水
的块状固体与液
体的反应
3、使用分液漏斗
可加强气密性,也
可控制液体流速
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|
CO2
|
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑
+H2O
|
向上排气法
|
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SO2 |
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4
+H2O+SO2↑
|
分液漏斗+
烧瓶或广口 |
向上排气法
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NO2
|
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
|
向上排气法
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C2H2
|
CaC2+2H2O
Ca(OH)2 +
C2H2↑ |
排水法
|
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氯气
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MnO2+4HCl(浓)
MnCl2
+Cl2+2H2O
|
固+液
气
分液漏斗+烧瓶
+石棉网、酒精
灯
|
向下排气法
|
1、氯气有毒,尾气
用NaOH溶液吸收
2、NO用排水法可除
去NO2,又可防氧化
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NO
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3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2
+2NO↑+2H2O
|
排水法
|
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CO
|
HCOOH
H2O+CO↑
|
液+液 气 分液漏斗+烧瓶
酒精灯(有的还
要温度计)
|
排水法
|
1、制C2H4应加碎瓷
片,防止爆沸
2、制C2H4温度控制
在170℃左右。
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C2H4
|
C2H5OH
C2H4↑+H2O |
排水法
|
|
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二、气体发生装置的三种类型
类型
|
仪器
|
气体
|
注意事项
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固体
+
固体
(加热)
|
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O2
NH3
|
1、试管口应稍向下倾斜、以防止产生的的水蒸汽
在管口冷凝后倒流而引起试管破裂
2、铁夹应夹在距试管口1∕3处
3、固体药品要放在试管底部平铺开
4、胶塞上的导管伸入试管里不能过长,否则会妨
碍气体的导出
5、如用排水法收集气体,当停止制气时,应先从
水槽中把导管撤出,然后再撤走酒精灯,防倒吸
|
固体
+
液体
(不加热)
|
|
CO2
SO2
NO2
H2
C2H2
|
1、简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下,
否则会起不到液封作用而无法使用
2、加入的固体药品块状大小要适宜,如太小会落
入底部的酸中,使反应无法终止,造成容器内压
强过大导致酸液溢出
3、加入的酸液的量要适当
4、最初使用时应待容器内原有的气体排净后,再
收集气体
5、在导管中点燃气体时,应先验纯
|
固 液
+ +
液 液
(加热)
|
|
|
1、烧瓶应固定在铁架台上
2、先把固体药品放入烧瓶中,再慢慢加入液体
3、分液漏斗应盖上盖,注意盖上的小槽对准分液
漏斗颈部的小孔
4、加热时应垫上石棉网
5、用酒精与浓硫酸加热制乙烯时,为便于控制
温度要安装温度计
|
三、气体的收集方法和装置
1、收集方法:
A、排水集气法
凡难溶于水或微溶于水,又不与水反应的气体都可用排水法收集,如图甲。
B、排空气法
一种是向上排空气法,凡是气体的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量的可用此法,如图乙;若气体的相对分子质量小于空气的平均相对分子质量,则用向下排空气法,如图丙。
2、收集装置
(1)
图甲可收集O
2、H
2、N
2、Cl
2(饱和NaCl溶液)、NO、CO
2(饱和NaHCO
3溶液)、CO等。
(2)
图乙可收集Cl
2
、NO
2、CO
2、SO
2等。
(3)
图丙可收集H
2、NH
3、CH
4等。
(4)
图丁从A进气相当于图乙,从B进气相当于图丙。
四、气体的干燥净化装置
1、气体干燥净化装置
|
液态干燥剂
|
固态干燥剂
|
固体,加热
|
装置
|
|
|
|
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常见
干燥剂
|
浓硫酸(酸性、
强氧化性)
|
无水氯化钙
(中性)
|
碱石灰
(碱性)
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除杂试剂
Cu、CuO、Mg等
|
可干燥
的气体
|
H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4
|
H2、Cl2、O2、SO2、N2、CO2、CO、CH4
|
H2、O2、N2、CO、CH4、NH3
|
可除去H2、O2、N2、
CO
|
不可干燥
的气体
|
HBr、NH3、HI
|
NH3
|
Cl2、SO2、CO2、NO2等
|
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2、尾气处理装置
尾气处理与净化、干燥的原理和装置是一样的。
(1)
图甲装置中若装NaOH可吸收Cl
2、SO
2、NO
2、CO
2等酸性气体。若装Na
2SO
3可吸收Cl
2、SO
2、NO
2等。
(2)
图乙和图丙装置中若装碱石灰可吸收Cl
2、SO
2、NO
2、CO
2等酸性气体,同时他们还是一个双吸收装置,应用于制取易潮解的物质,如,制无水AlCl
3时,正好可吸收多余的Cl
2,反应结束后冷却过程中又可吸收回流的空气以防止潮解。
(3) 尾气处理还可以用下列装置:
甲
乙
丙
A.
甲装置吸收极易溶于水的气体如HCl、NH
3等。
B.
乙装置吸收溶解度较小的气体如Cl
2等。
C.
丙装置除去可燃的有毒气体如CO等。
D.
无需要吸收直接排放的气体有O
2、N
2、H
2、CO
2、C
XH
Y,其中H
2和C
XH
Y必须排放到室外。
五、防倒吸完全装置
六、气体制备实验的基本过程
1、气体制备实验一般分为以下六个环节
制气 → 安全装置 → 除杂 → 干燥 → 反应 → 尾气处理
2、气体制备实验操作的一般步骤:
(1)
组装(从上到下、从左到右)
(2)
检验气密性
(3)
加入药品
(4)
排尽装置内的空气
(5)
验纯
(6)
性质实验或反应
(7)
拆除装置
七、常见气体的检验
气体
|
色、态、味
|
检验方法
|
现象
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化学方程式
|
H2
|
无色、无味气体
|
点燃纯氢气
|
火焰浅蓝色
|
略
|
与空气混合点燃
|
有爆鸣声
|
O2
|
无色、无味气体
|
用带火星的木条
|
木条复燃
|
|
| Cl |