常見氣體的實驗室制備

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上常見氣體的實驗室制備氣體實驗裝置的設計1、裝置順序：制氣裝置凈化裝置反應或收集裝置除尾氣裝置2、安裝順序：由下向上，由左向右3、操作順序：裝配儀器檢驗氣密性加入藥品進行實驗拆除裝置氣體發(fā)生裝置的類型設計原則：根據反應原理、反應物狀態(tài)和反應所需條件等因素來選擇反應裝置。裝置基本類型：裝置裝置示意圖固體反應物（加熱）固液反應物（不加熱）固液反應物（加熱）氣體O2、NH3、CH4等H2、CO2、H2S等。Cl2、HCl、CH2=CH2等操作要點（l）試管口應稍向下傾斜，以防止產生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂。（2）鐵夾應夾在試管口 l/3處。（3）膠塞上的導管伸入

2、試管里面不能太長，否則會妨礙氣體的導出。（4）若用排水法收集氣體，停止加熱前，應先將導氣管從水中取出。（1）可通過分液漏斗來控制液體用量和氣體的生成速率。（2）分液漏斗可改用長頸漏斗，但漏斗頸的下口應伸入液面以下，否則起不到液封的作用。（3）反應容器可視制氣量的多少選擇試管、廣口瓶、燒瓶等。（1）可通過分液漏斗來控制液體用量和氣體的生成速率。（2）若被加熱液體沸點較低，燒瓶中要加細瓷片。（3）若用排水法收集氣體，停止加熱前，應先將導氣管從水中取出。裝置氣密性的檢驗把導管一端浸入水中，用雙手捂住燒瓶或試管，借手的熱量使容器內的空氣膨脹（或用酒精燈加熱），容器內的空氣則從導管口形成氣泡冒出，把手（

3、酒精燈）拿開，過一會，水沿導管上升，形成一小段水柱，說明裝置不漏氣。啟普發(fā)生器：關閉活塞后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內的水面高于容器內的水面，停止加水后，漏斗中與容器中的液面差保持不再變化，說明啟普發(fā)生器不漏氣。幾種常見氣體制備裝置：（如何檢查裝置的氣密性） A B C D E F G幾種氣體制備的反應原理  氣體名稱反應原理(化學方程式)反應裝置收集方法操作注意事項氧氣2KClO3 2KCl+3O2 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 固固 氣排水法向上排氣法催化劑MnO2可用CuO、Fe2O3等代替。加熱KMnO4時可用一團棉花放在管口，以防固體粉末進入導管。

4、氨氣2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O （不用NaOH，因其在加熱時對玻璃腐蝕較大）向下排氣法氫氣Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2固液氣排水法向下排氣法制H2時，不用氧化性的酸，可加少量CuSO4利用原電池原理來加快反應速率。制CO2時不能用硫酸，生成的CaSO4微溶覆蓋在CaCO3表面阻止反應進行。制乙炔時，用飽和食鹽水代替水可得到平穩(wěn)的乙炔氣流。H2SFeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S向上排氣法二氧化碳 向上排氣法二氧化硫Na2SO4+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2+H2OCu+2 H2SO4濃) CuSO4+ SO2+2H2O向上排氣法二

5、氧化氮Cu4HNO3(濃) Cu(NO3)22NO22H2O向上排氣法乙炔CaC2+2H2OCa(OH)2+CHCH排水法氯氣MnO24HCl(濃) MnCl22H2OCl2固液 氣向上排氣法氯氣有毒，注意尾氣用NaOH溶液吸收收集NO用排水法，既可防止NO被氧化，又可除去可能混有的NO2（氯化氫NaClH2SO4(濃) NaHSO4HCl2NaClH2SO4(濃) Na2SO42HCl向上排氣法一氧化氮3Cu8HNO3(稀) 3Cu(NO3)22NO4H2O排水法乙烯C2H5OH CH2 =CH2H2O 排水法幾種氣體的快速制取方法制氧氣：2H2O22H2O+O2 2Na2O2+2H2O4N

6、aOH+O2制氨氣：NH3·H2ONH3+H2O 制氯化氫：向濃硫酸中滴加濃鹽酸制氯氣：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O 凈化、干燥與反應裝置1、雜質產生原因：反應過程中有揮發(fā)性物質，如用鹽酸制取的氣體中一般有HCl；從溶液中冒出的氣體中含有水氣。副反應或雜質參加反就引起，如制乙烯時含SO2；乙炔中的H2S等。2、裝置基本類型：根據凈化藥品的狀態(tài)及條件來設計裝置適用范圍液體除雜劑（不加熱）固體除雜劑（不加熱）固體除雜劑（加熱）裝 置示意圖3、氣體的凈化劑的選擇選擇氣體吸收劑的依據：氣體的性質和雜質的性質的差異。主要考慮的是吸收效果，而不是現(xiàn)象。選擇

7、一種與雜質反應快而且反應完全的除雜劑。一般情況下： 易溶于水的氣體雜質可用水來吸收； 酸性雜質可用堿性物質吸收； 堿性雜質可用酸性物質吸收； 水分可用干燥劑來吸收； 能與雜質反應生成沉淀（或可溶物）的物質也可作為吸收劑。選用吸收劑的原則：只能吸收氣體中的雜質，而不能與被提純的氣體反應。不能引入新的雜質。在密閉裝置中進行，要保持裝置氣體暢通。4、氣體干燥劑的類型及選擇常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類：酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等氣體。堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性

8、干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體，如NH3、H2、O2、CH4等氣體。中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性氣體，如O2、H2、CH4等。在選用干燥劑時，顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑，顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應的物質不能選作干燥劑，如不能用CaCI2來干燥NH3（因生成 CaCl2·8NH3），不能用濃 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。5、氣體凈化與干燥裝置連接次序洗氣裝置總是進氣管插入接近瓶底，出氣管口略出瓶塞。干燥管總是大口進，小口出氣。一般情況下，若采用溶液作除雜試劑，則是先除雜后干燥；若采

9、用加熱除去雜質，則是先干燥后加熱。對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當?shù)娜芤杭右晕眨ɑ螯c燃），使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質。如尾氣Cl2、SO2、Br2（蒸氣）等可用NaOH溶液吸收；尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾氣CO可用點燃法，將它轉化為CO2氣體。收集裝置1、設計原則：根據氣體的溶解性或密度（1）易溶或與水反應的氣體：用向上（或下）排空氣法（2）與空氣成分反應或與空氣密度相近的氣體：排水（液）法（3）可溶性氣體考慮用排液法（4）兩種方法皆可用時，排水法收集的氣體較純。若欲制取的氣體要求干燥，用排空氣法或排非水溶劑法。2、裝置基本類型：裝置類型排水（液）集氣法向上排空

10、氣集氣法向下排空氣集氣法裝 置示意圖適用范圍不溶于水（液）的氣體密度大于空氣的氣體密度小于空氣的氣體典型氣體H2、O2、NO、CO、CH4、CH2CH2、CHCHCl2、HCl、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH4尾氣處理裝置-安全裝置尾氣的處理方法：直接排放、直接吸收、防倒吸吸收、燃燒處理處理裝置（1）直接吸收（2）防止倒吸裝置的設計在某些實驗中，由于吸收液的倒吸，會對實驗產生不良的影響，如玻璃儀器的炸裂，反應試劑的污染等，因此，在有關實驗中必須采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施： a切斷裝置：將有可能產生液體倒吸的密閉裝置系統(tǒng)切斷，以防止液體倒吸，如實驗室中制取

11、氧氣、甲烷時，通常用排水法收集氣體，當實驗結束時，必須先從水槽中將導管拿出來，然后熄滅酒精燈。b設置防護裝置：倒立漏斗式：這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積，有利于吸收液對氣體的吸收。當易溶性氣體被吸收液吸收時，導管內壓強減少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容積較大，導致燒杯中液面下降，使漏斗口脫離液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回燒瓶內，從而防止吸收液的倒吸。下一個裝置所示，對于易溶于水難溶于有機溶劑的氣體，氣體在有機溶劑不會倒吸。肚容式：當易溶于吸收液的氣體由干燥管末端進入吸收液被吸收后，導氣管內壓強減少，使吸收液倒吸進入干燥管的吸收液本身質量大于干燥管內外壓強差，吸收液受自身重

12、量的作用又流回燒杯內，從而防止吸收液的倒吸。這種裝置與倒置漏斗很類似。蓄液式：當吸收液發(fā)生倒吸時，倒吸進來的吸收液被預先設置的蓄液裝置貯存起來，以防止吸收液進入受熱儀器或反應容器。這種裝置又稱安全瓶。 平衡壓強式：為防止分液漏斗中的液體不能順利流出，用橡皮管連接成連通裝置（見恒壓式）； 防堵塞安全裝置式：為防止反應體系中壓強減少，引起吸收液的倒吸，可以在密閉裝置系統(tǒng)中連接一個能與外界相通的裝置，起著自動調節(jié)系統(tǒng)內外壓強差的作用，防止溶液的倒吸。為防止粉末或糊狀物堵塞導氣管，可將棉花團置于導管口處。液封裝置：為防止氣體從長頸漏斗中逸出，在發(fā)生裝置中的漏斗末端套住一只小試管懸空式倒立漏斗式肚容式蓄

13、液安全瓶式平衡壓強式防堵塞安全裝置防堵塞安全裝置液封式（3）防污染安全裝置：燃燒處理或袋裝判斷原則有毒、污染環(huán)境的氣體不能直接排放。尾氣吸收要選擇合適的吸收劑和吸收裝置。直接吸收：Cl2、H2S、NO2 防倒吸：HCl、NH3、SO2常用吸收劑：水，NaOH溶液，硫酸銅溶液可燃性氣體且難用吸收劑吸收：燃燒處理或袋裝。如CO。6、排水量氣裝置標準裝置 變化裝置7、常見氣體檢驗方法氣體狀態(tài)檢驗方法和發(fā)生的現(xiàn)象化學反應方程式容易引起的判斷錯誤氫氣無色氣體混合空氣點燃，有爆鳴聲，生成物只有水2H2O2 2H2O不是只有H2才產生爆鳴聲氧氣無色氣體用帶余燼的木條放入，木條復燃CO2 CO2氯氣黃綠色有刺

14、激性氣味的氣體用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗，試紙變藍能漂白濕石蕊試紙2KlCl2 2KClI2O3、NO2和溴蒸氣也能使碘化鉀淀粉試紙變藍SO2有同樣性質氯化氫無色有刺激性的氣體用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，冒白煙將氣體通入AgNO3溶液有白色沉淀用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗，試紙變紅NH3HClNH4ClAgNO3HClAgClHNO3遇濕潤的藍色石蕊試紙變紅的氣體很多(如SO2、SO3、CO2等)，判斷要慎重二氧化硫無色有刺激性氣味的氣體使酸性高錳酸鉀溶液褪色，變?yōu)闊o色通入品紅溶液褪色，加熱顏色復現(xiàn)2MnO 2H2O5SO2 =2Mn25SO 4HCl2通入品紅溶液也會褪色，但加熱不復現(xiàn)紅色硫化氫無

15、色而有臭雞蛋氣味的氣體加入Pb(NO3)2溶液有黑色沉淀或遇濕潤的Pb(NO3)2試紙變黑Pb2H2SPbS2H氨氣無色有刺激性氣味的氣體用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近，冒白煙用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍NH3HCl NH4ClNH3H2ONH OH一氧化氮無色、無味氣體在空氣中立即變成紅棕色2NOO2 2NO2二氧化氮紅綜色氣體紅棕色，溶于水成硝酸，溶液顯酸性3NO2H2O2HNO3NO一氧化碳無色無味氣體可燃，火焰呈藍色，燃燒產物只有CO22COO2 2CO2注意與其他可燃物的區(qū)別二氧化碳無色氣體使燃著的木條熄滅通入澄清的石灰水，變渾濁Ca(OH)2CO2 CaCO3H2O燃著的木條在N2

16、或其他一些氣體中也會熄滅，SO2也可使澄清的石灰水變渾濁甲烷無色氣體可燃，生成H2O和CO2，不使KMnO4溶液和溴水褪色CH42O2 CO22H2O注意與其他可燃氣體的區(qū)別乙烯無色氣體可燃，生成H2O和CO2，使KMnO4溶液和溴水褪色C2H43O2 2CO22H2OC2H4Br2CH2BrCH2Br乙炔也能燃燒，也可使KMnO4溶液和溴水褪色，但乙炔燃燒時火焰明亮且冒黑煙乙炔無色無味氣體可燃，有明亮火焰且冒黑煙使KMnO4溶液褪色使溴水褪色2C2H25O2 4CO22H2OC2H2Br2CHBr2CHBr2例1 右圖是一套實驗室制氣裝置，用于發(fā)生、干燥和收集氣體。下列物質中能利用這套裝置進

17、行實驗的是（A）電石和水 （B）銅屑和濃HNO3 （C）硫化亞鐵和稀HCl （D）二氧化錳和濃鹽酸例2 利用右圖所示裝置收集以下8種氣體（圖中燒瓶的位置不得發(fā)生變化）: H2Cl2CH4HClNH3NOH2SSO2 （1）若燒瓶是干燥的，則由B口進氣可收集的氣體有_（寫序號）（2）若燒瓶充滿水，可收集的氣體有_，這時氣體由_口進入。（3）燒瓶是干燥的，則由A口進氣，可收集的氣體有_。（4）若在燒瓶內裝入濃H2SO4進行氣體干燥，則可用此裝置來干燥的氣體有_， 這時氣體由_口進入。例3 3位同學設計了下列3個實驗方案，以驗證某無色氣體中既有SO2，又有CO2。方案1 將無色氣體通入溴水，溴水褪色

18、后氣體通入石灰水，石灰水變渾濁，證明原無色氣體中一定含有SO2和CO2。方案2 將無色氣體通入品紅試液后，再依次通入酸性KMnO4溶液，品紅溶液，最后通入澄清石灰水。結果品紅試液褪色。KMnO4溶液變淺，品紅試液不褪色，澄清石灰水變渾濁。證明原混合氣體中既含有SO2又有CO2。方案3 將無色氣體通入酸性KMnO4溶液中，KMnO4溶液褪色，反應后再通入石灰水中，石灰水變渾濁。既可證明原混合氣體中既含有SO2又有CO2。試回答上述三個方案中，能證明原無色氣體中既有SO2又有CO2的方案是_。簡述其理由是_。例4現(xiàn)有一定量含有ZnO的鋅粒，請從下圖中選用適當?shù)膶嶒炑b置，設計一個簡單實驗， 測定鋅粒

19、的純度，可供選用的試劑還有稀H2SO4、稀HNO3、濃H2SO4、CuSO4溶液和蒸餾水。 請回答下列問題：（1）寫出實驗中鋅參加反應的離子方程式_。（2）若氣體流向從左到右，則所選裝置的玻璃管接口順序為（填字母代號）_。（3）簡述選用或不選用裝置的理由_。（4）按上述（2）的方式連接儀器，還可以進行下列哪些定量測定_。（A）測定一定質量的較活潑的二價金屬的原子量（B）用MnO2與鹽酸反應，測定鹽酸的濃度（C）測定Na2O2、Na2O混合物中Na2O2的百分含量（D）用加熱分解的方法測定KClO3的純度習題-1欲除去下表各混合于A氣體中的雜質B，寫出所選試劑，所用主要儀器及相應的化學反應方程式

20、。混合氣體AB 選用試劑 主要儀器 化學反應方程式 CO2HCl CO2CO NH3 H2O（氣） CO2 H2S CO CO2 Cl2HCl NO NO2 N2H2 CO2 （SO2）  -2某學生用右圖所示，裝置進行CO和CO2混合氣的分離和干燥實驗，其中a為控制氣流的鐵夾，b為分液漏斗的活塞。請回答：（1）甲瓶內盛 溶液，乙瓶盛 ，分液漏斗內盛 溶液。（2）實驗先分離CO，方法是先關閉 ，再打開 （3）分離完CO后，再收集CO2，方法是先關閉 ，再打開 。3某學生為將含有少量雜質Cu的FeCl3提純擬定以下實驗步驟：把樣品加水溶解 進行過濾除去雜質 把濾液加熱蒸干，即可得到純凈

21、的FeCl3晶體。（1）你認為上述方案科學嗎？試用必要的化學方程式和簡要的文字表述其理由 （2）請你設計提純FeCl3的實驗方案（注意簡要地寫出有關的提純步驟，最多只允許6步 完成實驗）： -4無水氯化鋁是白色晶體，易吸收水分，在178升華。裝有無水氯化鋁的試劑瓶久置潮濕空氣中，會自動爆炸并產生大量白霧。氯化鋁常作為有機合成和石油工業(yè)的催化劑。工業(yè)上由金屬鋁和氯氣作用或由無水氯化氫氣體與熔融金屬鋁作用而制得。某課外興趣實驗小組在實驗室里，通過下列裝置制取少量純凈的無水氯化鋁。（1）開始實驗時，不能先點燃A裝置的酒精燈，后打開分液漏斗的活塞，將適量濃硫酸， （2）A裝置中發(fā)生的化學反應方程式 。

22、（4）從A裝置導出的氣體若不經過B，C裝置而直接進入D管，將對實驗產生的不良后果是 （5）F裝置所起的作用是 （6）無水氯化鋁在潮濕的空氣中，會產生大量白霧，有關的化學反應方程式為 5在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應制備干燥純凈的氯氣。（1）寫出反應的化學方程式 。（2）圖5-28是一個學生設計的實驗裝置圖：這個裝置圖中有哪些錯誤？請分別指出。 （3）在改正的裝置中，洗氣瓶（凈化氣體用）中的水、濃硫酸和燒杯中的氫氧化鈉溶液各起什么作用？水起的作用是 ：濃硫酸起的作用是 ：氫氧化鈉溶液起的作用是 ：6、水蒸氣通過灼熱的煤所產生的混合氣，其主要成分是CO、H2，還含有CO2和水蒸氣。請用下列裝置設

23、計一個實驗，以確認上述混合氣中含有CO和H2。（1）連接上述裝置的正確順序是：（填各接口的代碼字母）混合氣（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（ ）。（2）確認混合氣中含有H2的實驗現(xiàn)象是： ，其理由是：_。7、實驗室是用加熱NH4Cl飽和溶液和固體NaNO2來制備少量的N2。這種方法制得的N2含有一定量的NH3、NO2（由NO和O2反應生成）、O2和水蒸氣?，F(xiàn)欲用純凈的N2和熾熱的鎂條反應制備少量的Mg3N2。進行此實驗所用儀器裝置如圖5-30。根據要求填寫下列空白：（1）如果所制氣體從左流向右時，各儀器裝置正確的連接順序是（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（ ）接（

24、 ），其中b和c兩裝置相連時，玻璃管口（用裝置圖中字母表示）應是（ ）接（ ）。（2）裝置d燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為_。裝置C中發(fā)生反應的化學方程式為_。（3）反應完畢后應先熄滅d裝置中的酒精燈，試分析氮氣中混有的少量NH3、NO、O2是由哪種物質發(fā)生的副反應而生成的？參 考 答 案例4解析此題為一道綜合實驗題，它所涉及的實驗知識及能力要求較高，根據實驗要求，明確實驗原理，設計實驗程序，選取實驗裝置，連接實驗儀器，并進行有關計算。答案：（1）Zn + 2H+ Zn2+ + H2（2）E C D F（3）因為本實驗需用排水的方法測量產生氣體的體積。所以不選裝置（4）A C1飽和NaHCO3洗氣瓶HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2CuO硬質玻璃管堿石灰干燥管H2O +CaO Cu（OH）2CuSO4溶液洗氣瓶H2S + CaSO4 CuS+ H2SO4NaOH溶液洗氣瓶CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O水或飽和食鹽水洗氣瓶H2O洗氣瓶3NO2 + H2O 2HNO3 + NOCuO濃H2SO4硬質玻璃管飽和NaHCO3洗氣瓶SO2