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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

氧气

2KClO3 2KCl+3O2

固+固
大试管、
酒精灯等
排水法
制O2时试管要
干净,MnO2
加热处理过

2KMnO4 K2MnO4+

MnO2+O2

氨气
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
向下排气法

氢气
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
固+固
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

CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2
+H2O
向上排气法


SO2
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4
+H2O+SO2


分液漏斗+

烧瓶或广口
向上排气法

NO2
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
向上排气法

C2H2
CaC2+2H2O Ca(OH)2 +

C2H2
排水法

氯气
MnO2+4HCl(浓) MnCl2
+Cl2+2H2O
固+液
分液漏斗+烧瓶
+石棉网、酒精

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

NO
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2
+2NO↑+2H2O
排水法

CO

浓硫酸
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。
C2H4

浓硫酸

170℃
C2H5OH C2H4↑+H2O
排水法


二、气体发生装置的三种类型

类型
仪器
气体
注意事项
固体
+
固体
(加热)


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O2、H2、N2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO等。
(2) 图乙可收集Cl2 、NO2、CO2、SO2等。
(3) 图丙可收集H2、NH3、CH4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




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)
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


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Cl2、SO2、NO2、CO2等酸性气体。若装Na2SO3可吸收Cl2、SO2、NO2等。
(2) 图乙和图丙装置中若装碱石灰可吸收Cl2、SO2、NO2、CO2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AlCl3时,正好可吸收多余的Cl2,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:


A. 甲装置吸收极易溶于水的气体如HCl、NH3等。
B. 乙装置吸收溶解度较小的气体如Cl2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O2、N2、H2、CO2、CXHY,其中H2和CXHY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
化学方程式
H2
无色、无味气体
点燃纯氢气
火焰浅蓝色

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

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