高中化学气体制备实验

高中化学气体制备实验 篇一:高中化学实验专题-制取气体 编辑:范志 审核:范志打印:范志 中学化学气体制取原理及其装置图选取 1、常见气体的制取步骤 (1)气体制取装置:气体发生装置-净化装置-干燥装置-或收集装置-吸收装置 (2)气体性质验证装置:气体发生装置-净化装置-(干燥装置)-性质验证装置-吸收装置 2、气体发生装置 1 4、净化装置与干燥装置 体性质选用浓硫酸、无水氯化钙、碱石灰等吸收水汽。通常可使用洗气瓶、U形管或干燥管等仪器进行净化或干燥。液体(如水、浓硫酸等)一般装在洗气瓶内，无水氯化钙和碱石灰等固体装在U形管或干燥管内。气体中如还有其他杂质，则应根据具体情况分别用不同的洗涤液或干燥剂进行处理。 (2)净化剂的选择 选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下:?易溶于水的气体杂质可用水来吸 1 收;?酸性杂质可用碱性物质吸收;?碱性杂质可用酸性物质吸收;?水分可用干燥剂来吸收;?能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。 (3)常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类: ?酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅酸胶体。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。 ?碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如NH3、H2、O2、CH4等气体。 ?中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2、H2、CH4等。 (4)净化与干燥注意事项 一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥;若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。 在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。 有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂，不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI、SO3、C2H4等。 能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用CaCl2来干燥NH3(因生成 CaCl2?8NH3)。 5、收集装置 2 2 (2)能溶于水且溶解度不大的气体，可以用排某些饱和溶液的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 收集。如:CO2可用排饱和碳酸氢钠溶液 法收集;Cl2可用排饱和食盐水法收集。(H2S呢,) (3)Cl2、HCl、H2S、NO2、SO 2均有毒，最好用下图装置用排气法收集: a口进气，b口出气，b口应连接尾气处理装置，防止有毒气体排入空气。 (4)用排水法收集满气体后，怎样从水槽中取出集气瓶, 用玻璃片在水面下盖住集气瓶口，将玻璃片与集气瓶一起移出水面，将盖有玻璃片的集气瓶放在桌上(考虑气体密度确定瓶口在上在下)。 6、防倒吸装置 (1)将装置切断: 将有可能产生液体倒吸的系统切断，以防止液体倒吸，如用排水法收集气体，当实验结束时，必须先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。 (2)设置防护装置 ?倒立漏斗式:如图甲所示，这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而防止吸收液的倒吸。 3 ?肚容式:如图乙所示，当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收液倒吸进入干燥管，吸收液本身质量大于干燥管内外压强差，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒立漏斗很类似。 ?蓄液式:如图丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称安全瓶(两管都要高)。 ?平衡压强式:如图丁所示，为防止反应体系中压强减少，引起吸收液的倒吸，可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置，起着自动调节系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。 7、尾气吸收装置 (1)基本原则 对于有毒、有害的气体尾气必须点燃或用适当的溶液加以吸收，使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾气CO可用点燃法，将它转化为CO2气体。 (2)常用装置 ?对于极易溶于水的气体可用水吸收，用装置(2)、(3)，防止倒吸〖其中装置(3)用于吸收少量气体，效果不如(2)好〗，例如HCl、HBr、NH3。 ?对于溶解速率不快的气体 4 可用装置(1)，一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收，例如:Cl2、H2S、SO2等 3 可用NaOH溶液吸收。 ?对于可燃性有毒气体，可用装置(4)，经点燃除掉，例如:CO。也可以用气囊加以收集。 8、气体体积的测量 对于难溶于水且不与水反应的气体，可借助排出水的体积，用量筒或滴定管测定，从而确定气体的体积。要求量器中的液面与瓶内的液面相平。 常用的测量装置如下: 9、气密性的检验 (1)、基本方法: ?受热法:将装置只留下1个出口，并先将该出口的导管插入水中，后采用微热(手捂、热毛巾捂、酒精灯微热等)，使装置内的气体膨胀。观察插入水中的导管是否有气泡。停止微热后，导管是否出现水柱。 ?压水法:如启普发生器气密性检查 ?吹气法(不常用，略) (2)、基本步骤: ?观察气体出口数目，若有多个出口，则通过关闭止水夹.分液漏斗活塞或用水封等方法，只装置只剩一个气体出口。 ?采用加热法、水压法、吹气法等进行检查 ?观察气泡、水柱等现象得出结论。 注:若连接的仪器很多，应分段检查。 (3)、实例 【例1】如何检查图A装置的气密性 5 图A 图B 方法:如图B将导管出口埋入水中，用手掌或热毛巾焐容积大的部位，看水中的管口是否有气泡逸出， 过一会儿移开焐的手掌或毛巾，观察浸入水中的导管末端有无水上升形成水柱。若焐时有气泡溢出，移开焐的手掌或毛巾，有水柱形成，说明装置不漏气。 【例2】请检查下面装置的气密性 方法:关闭分液漏斗活塞，将将导气管插入烧杯中水中，用酒精灯微热园底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止微热，有水柱形成，说明装置不漏气。 【例3】启普发生器气密性检查的方法， 图A 图B图C 4 方法:如图所示。关闭导气管活塞，从球形漏斗上口注入水，待球形漏斗下口完全浸没于水中后，继续加入适量水到球形漏斗球体高度约1/2处，做好水位记号 静置几分钟，水位下降的说明漏气，不下降的说明不漏气。 【例4】检查下面有长颈漏斗的气体发生装置的气密性。 方法1:同启普发生器。…若颈中形成水柱，静置数分钟颈中液柱不下降，说明气密性良好，否则说明有漏气现象。 方法2:向导管口吹气，漏斗颈端是否有水柱上升 用橡皮管夹夹紧橡皮管，静置片刻，观察长颈漏斗颈端的水柱是否下 6 落若吹气时有水柱上升，夹紧橡皮管后水柱不下落，说明气密性良好。 【例5】检查图A所示简易气体发生器的气密性。 图A图B 方法:关闭K，把干燥管下端深度浸入水中(图B所示)，使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面，静置一段时间，((若液面差不变小， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明气密性良好。 【例6】 图A图B 方法:如图所示。关闭导气管活塞，从U型管的一侧注入水，待U型管两侧出现较大的高度差为止， 静置几分钟，两侧高度差缩小的说明漏气，不缩小的说明不漏气。 10、装置改进 (1)在固(液)液加热制气时，如果气体产生较快，或所连装置较多， 烧瓶内气压较高，分液漏斗中的液体可能不易滴下。 为使分液漏斗中的液体顺利滴下，可 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 如下装置: (2)在某些制备气体和反应的装置中，右装置可防止因后续装置堵塞而造成的压强增大。 (3)制乙炔的装置，可在气体发生装置内部导气管口，放一团棉花，以免反应产生的石灰乳堵塞导管产生危险。 11、拆卸时的安全性和科学性。 (1)对有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才能熄灭酒精灯，以免造成溶液倒吸; 7 (2)用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气，待加热区冷却后才能停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜再被氧化; (3)拆卸用排水法收集需加热制取气体的装置时，需先把导气管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸; (4)拆卸后的仪器要清洗、干燥、归位。 5 篇二:高中化学--常见气体制备方法(全面版) 1,常见气体的制取和检验 ?氧气 制取原理——含氧化合物自身分解 制取方程式——2KClO3 2KCl+3O2? 装置——略微向下倾斜的大试管,加热 检验——带火星木条,复燃 收集——排水法或向上排气法 ?氢气 制取原理——活泼金属与弱氧化性酸的置换 制取方程式——Zn+H2SO4 === H2SO4+H2? 装置——启普发生器 检验——点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠 收集——排水法或向下排气法 ?氯气 8 制取原理——强氧化剂氧化含氧化合物 制取方程式——MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2?+2H2O 装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热 检验——能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色; 除杂质——先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气) 收集——排饱和食盐水法或向上排气法 尾气回收——Cl2+2NaOH=== NaCl+NaClO+H2O ?硫化氢 ?制取原理——强酸与强碱的复分解反应 ?制取方程式——FeS+2HCl=== FeCl2+H2S? ?装置——启普发生器 ?检验——能使湿润的醋酸铅试纸变黑 ?除杂质——先通入饱和NaHS溶液(除HCl),再通入固体CaCl2(或P2O5)(除水蒸气) ?收集——向上排气法 ?尾气回收——H2S+2NaOH=== Na2S+H2O或H2S+NaOH=== NaHS+H2O ?二氧化硫 ?制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解 ?制取方程式——Na2SO3+H2SO4=== Na2SO4+SO2?+H2O 9 ?装置——分液漏斗,圆底烧瓶 ?检验——先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色; ?除杂质——通入浓H2SO4(除水蒸气) ?收集——向上排气法 ?尾气回收——SO2+2NaOH=== Na2SO3+H2O ?二氧化碳 ?制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解 ?制取方程式——CaCO3+2HClCaCl2+CO2?+H2O ?装置——启普发生器 ?检验——通入澄清石灰水,变浑浊 ?除杂质——通入饱和NaHCO3溶液(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气) ?收集——排水法或向上排气法 ?氨气 ?制取原理——固体铵盐与固体强碱的复分解 ?制取方程式 ——Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+NH3?+2H2O ?装置——略微向下倾斜的大试管,加热 ?检验——湿润的红色石蕊试纸,变蓝 ?除杂质——通入碱石灰(除水蒸气) 收集——向下排气法 ?氯化氢 ?制取原理——高沸点酸与金属氯化物的复分解 10 ?制取方程式——NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl? ?装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热 ?检验——通入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶 ?除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气) ?收集——向上排气法 ?二氧化氮 ?制取原理——不活泼金属与浓硝酸的氧化—还原; ?制取方程式 ——Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2NO2?+2H2O ?装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶) ?检验——红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成 ?收集——向上排气法 ?尾气处理——3NO2+H2O===2HNO3+NO NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O ?一氧化氮 ?制取原理——不活泼金属与稀硝酸的氧化—还原; ?制取方程式 ——Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO?+4H2O ?装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶) ?检验——无色气体,暴露于空气中立即变红棕色 11 ?收集——排水法 ?一氧化碳 ?制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用 ?制取方程式——HCOOHCO?+H2O ?装置——分液漏斗,圆底烧瓶 ?检验——燃烧,蓝色火焰,无水珠,产生气体能使澄清石灰水变浑浊 ?除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气) ?收集——排水法 ?甲烷 ?制取方程式——CH3COONa+NaOH CH4?+Na2CO3 ?装置——略微向下倾斜的大试管,加热 ?收集——排水法或向下排空气法 ?乙烯 ?制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用 ?制取方程式——CH3CH2OH CH2=CH2?+H2O ?装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热 ?除杂质——通入NaOH溶液(除SO2,CO2),通入浓硫酸(除水蒸气) 收集——排水法 ?乙炔 ?制取原理——电石强烈吸水作用 12 ?制取方程式——CaC2+2H2OCa(OH)2+CH CH? ?装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶) ?检验——无色气体,能燃烧,产生明亮的火焰,并冒出浓的黑烟 ?除杂质——通入硫酸铜溶液(除H2S,PH3),通入浓硫酸(除水蒸气) 收集——排水法或向下排气法 15。硝酸 实验室制法:2NaNO3+H2SO4?Na2SO4+HNO3? 工业制法:一氧化氮与水反应。 检验硝酸根:棕色环[Fe(NO)(H2O)5]2+ 16。三氧化硫。 制取:五氧化二磷夺取浓硫酸中的水分。使三氧化硫逸出。再根据三氧化硫的熔点低。进行冷凝。得到固体。 篇三:高中化学实验室制气体 常见气体的实验室制法 ? 学习方法建议: 1. 此部分会考说明上要求为掌握水平，所以建议同学们在熟练记忆的基础上，一定要多进行习题训练 2. 此部分相关内容还可参见《大聚焦》P30,31、P91、P138 中学课本中要求掌握的常见气体制备的有关知识，如:反 13 应原理、实验装置(包括:发生、净化、干燥装置)和药品、操作步骤(包括:仪器的组装顺序和操作顺序)、气体的收集和检验(或验满)等务必全面、熟练掌握，这也是准确、迅速解答有关实验设计题和综合实验题必不可少的基础知识。 一、气体的制备: 1、常见气体的制备原理: 气体发生装置的三种典型类型:中学化学中要求掌握约13种气体的制备，它们是:三种单质气体(O2，H2，Cl2)、三种氢化物(HCl，H2S，NH3)、三种有机气体(CH4，C2H4，C2H2)、四种氧化物(CO2，SO2，NO，NO2)。 写出下列制备反应的化学方程式: 1. 常见气体的制备原理: 固体-固体加热装置 制O2的反应原理2KClO3 2KMnO4 2KCl+3O2? K2MnO4+MnO2+O2? CaCl2+2NH3?+2H2O Na2CO3+CH4? 制NH3的反应原理2NH4Cl+Ca(OH)2 制CH4的反应原理CH3COONa+NaOH 固体-液体(液体-液体)加热装置 制Cl2的反应原理MnO2+4HCl(浓) NaCl(固)+NaHSO4(浓) 制NO的反应3Cu+8HNO3(稀) 制C2H4的反应原理 14 CH3CH2OH 固体-液体不加热装置 MnCl2+Cl2?+2H2O Na2SO4+HCl? Na2SO4+H2O+SO2? 制HCl的反应原理 NaCl(固)+H2SO4(浓)==NaHSO4+HCl?(不加热或微热均可) 制SO2的反应原理Na2SO3(固)+H2SO4(较浓) 3Cu(NO3)2+2NO?+4H2O(不加热速率慢) CH2==CH2?+H2O 制H2的反应原理Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2? 制CO2的反应原理CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2?+H2O 制H2S的反应原理FeS+H2SO4(稀)==FeSO4+H2S? 制NO2的反应原理 Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2?+2H2O 制C2H2的反应原理CaC2+2H2O?Ca(OH)2+CH?CH? * 实验室制取纯净的气体一般有以下环节: (1)气体的发生; (2)气体的净化; 2、气体发生装置: (1)固、固加热: 即: 固+固 气 如制取等。装置如右图: (2)液固或液、液加热: 即:液+固气 液+液气 15 如制取 等。装置如右图: ?? ? (3)气体的收集; (4)尾气的处理(对于有毒气体)。 (3)液固不加热: 即:液+固气 如制取 启普发生器，它用于固—液常温下反应制取大量气体。其优点是可以随时反应，随时停止。使用时应注意装置是否漏气;液体不能添加太满;固体试剂应是块状。 ,(气体的净化: (,) 净化 选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。 一般情况下:?易溶于水的气体杂质可用水吸收;?酸性气体杂质可用碱性物质吸收;?碱性气体杂质可用酸性物质吸收;?水蒸气可用干燥剂来吸收;?能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可用作吸收剂。 ?净化 1、含有HCl杂质气体 ?CO2(HCl)––––-饱和NaHCO3溶液;SO2(HCl)––––饱和NaHSO3溶液 H2S(HCl)––––--饱和NaHS溶液; ?Cl2(HCl)––––––水或饱和食盐水; H2(HCl)––––-水; 2、中性气体中含有酸性杂质气体:用NaOH溶液吸收 16 3、酸性气体中含有其它酸性杂质气体 ?CO2(SO2)––––-饱和NaHCO3溶液; ?CO2(H2S)–––––-CuSO4溶液; 4、含有O2杂质气体 ?CO2(O2)––––––灼热Cu;?N2(O2)––––-灼热Cu 5、HCl(Cl2)–––––-CCl4溶液 (2) 常见气体的干燥: 固体干燥剂通常放在(球形干燥管内)，液体干燥剂通常放在(洗气瓶)内。 在选择干燥剂时，一般应注意以下几点。 ?被干燥的气体一定不能与干燥剂发生化学反应。 ?酸性干燥剂一般用来干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体。如浓H2SO4能干燥H2，O2，Cl2，CO2等，而不能干燥NH3;反之，碱性干燥剂也不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2，CO2，HCl等。 ?具有强氧化性的浓H2SO4不能用来干燥还原性气体，(转载于:www.XltkWJ.Com 小 龙文档 网:高中化学气体制备实验)如H2S，HBr， HI;对于H2，CO等虽具有较强的还原性，但反应条件是加热或高温，故常温下仍可使用浓H2SO4干燥。 ?无水CaCl2呈中性，对各类气体一般均可干燥，但NH3能与其发生络合作用而不能使用。反应式为:CaCl2+8NH3 (2) 常见气体的干燥: 下列气体干燥选用什么干燥剂,请根据以上原则填写下 17 表: CaCl2?8NH3 (3) 关于气体的净化与干燥的先后顺序: ?若采用溶液除杂，一般是除杂在先，干燥在后。其原因是:气体通过溶液将带出水蒸气，干燥剂可除去这些水蒸气。例如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2，欲制得干燥、纯净的CO2，可先将产生的气体通过饱和的NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl气体，再通过浓H2SO4除去水蒸气。 ?若采用加热除杂，则一般是干燥在先。例如N2中混有O2，CO2，H2O(气)，可先将混气通过碱石灰，除去CO2和H2O(气)，再将从干燥管导出的气体通过装有灼热Cu网的硬质玻璃管，除去O2，即可得到干燥、纯净的N2。若将混气先通 过灼热的Cu网，因气体中混有水蒸气，易引起试管破裂。 ,(气体的收集: (1)排水集气法:难溶或微溶于水，且与水不发生反应的气体，均可用排水集气法收集。用排水集气法收集气体时，导管只能伸入集气瓶内少许。 此法可收集气体有 等 不与空气发生反应，且其密度与空气的密度相差较大的气体，均可用排空气集气法收集。 气 (2)向上排空气法: 18 此法可收集气体有 等 (3)向下排空气法: 此法可收集气体有 注意: 所制气体如难溶于水又不要求干燥时，应该用排水集气法;如气体溶于水则只能用排空气法收集。 排气集气时，应使气体导管伸到瓶底。 空气的平均式量约为29，则式量大于29的气体如Cl2等用可瓶口向上排空气法收集;式量小于29的气体如H2等可用瓶口向下排空气法收集;而与空气密度相近的气体如NO、CO等不能用排空气法收集。 用排空气法收集气体时，导管一定要接近集气瓶底部，把空气尽量排出;为减少空气向瓶内扩散，集气瓶口应盖上毛玻璃片;如用试管收集时，可在管口轻轻塞入一小团疏松的棉花。 ,(尾气的处理 操作中应掌握的几个问题: ?液收法:对有毒、有害的气体必须用适当的溶液予以吸收。如Cl2、SO2、Br2(蒸气)、NO2等，可用NaOH溶液吸收;H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收; NH3可用浓H2SO4吸收。 ?燃烧法:点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。 19 如CO尾气，则可在导管口处点燃，将其转化为CO2。 ?直排法:针对无毒、无害气体的排出。如:N2，O2，H2，CO2等(可在塞子上安装一个放空管或多打一个孔)。 ?转化法:若需检验某混气中含有大量H2和CO，先将混气通过灼热的CuO，使其分别转化为H2O(气)和CO2，然后通过装有无水CuSO4的U形管(或干燥管)，再通过澄清石灰水进行验证(该顺序不能颠倒)。 气体的净化与干燥装置如图。 20