幾種典型化學(xué)反應(yīng)裝置及氣體制法

1、幾種典型化學(xué)反應(yīng)裝置化學(xué)反應(yīng)裝置可按反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件分為下列幾類：固-固加熱反應(yīng)的裝置用固態(tài)物質(zhì)加熱制得氣態(tài)產(chǎn)物，一般選用硬質(zhì)大試管，配上帶有導(dǎo)氣管的橡皮塞。操作步驟如下：（1）從便于收集氣體和加熱的情況出發(fā)調(diào)節(jié)好鐵夾的高低，然后確定酒精燈位置。（2）檢驗(yàn)裝置的氣密性。（3）將加好反應(yīng)物的試管固定在鐵架臺(tái)上。（4）塞好導(dǎo)氣管，調(diào)整試管的位置，使試管底部略高于口部。（5）加熱時(shí)，先使試管均勻受熱，然后對(duì)反應(yīng)物所在的部位加熱，先加熱前面的反應(yīng)物，然后往試管底部移動(dòng)。（6）如果氣體是用排水法收集的，實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先將導(dǎo)管移出水面，然后再停止加熱。此裝置可用于制取氧氣、氨氣、甲烷等。固-液不加熱反應(yīng)的

2、裝置制取氫氣、硫化氫氣、二氧化碳?xì)獾?。如需要?dú)怏w的量大，而且要使氣流和速度易于控制，可用啟普發(fā)生器。如果所需氣體量較少，為了安裝方便可用簡(jiǎn)易裝置。如用帶導(dǎo)管的大試管或平底燒瓶加長(zhǎng)頸漏斗或分液漏斗配套組成，如果使用長(zhǎng)頸漏斗的，必須注意把漏斗管的下端插入液面以下，封閉液面。-_K團(tuán)5-10簡(jiǎn)易固-液不加熱辰應(yīng)的裝置固-液加熱反應(yīng)的裝置固-液加熱反應(yīng)制取氣體常用圖5-11的裝置，安裝步驟如下：（1）將酒精燈放在鐵架臺(tái)上，根據(jù)酒精燈的位置，在它的上方固定好鐵圈并放上石棉網(wǎng)。（2）將裝有固體反應(yīng)物的圓底燒瓶（或蒸餾燒瓶）固定在鐵架臺(tái)上。（3）將安裝好分液漏斗（或長(zhǎng)頸漏斗）和導(dǎo)氣管的橡皮塞塞在蒸餾燒瓶上。

3、檢查裝置的氣密性。（4）經(jīng)分液漏斗往燒瓶里加液體反應(yīng)物，連接好集氣裝置后再行加熱。（5）實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先從水槽中取出導(dǎo)氣管，然后停止加熱。這一類裝置可用以制取氯氣、氯化氫、二氧化硫等氣體。4.液-液加熱反應(yīng)的裝置用液-液加熱制取氣體，可用圖5-12的裝置。右圖為制取乙烯裝置，溫度計(jì)用來(lái)控制液相的溫度。5.氣-固加熱反應(yīng)的裝置CuO魁5-均氣-固加熱反應(yīng)的裝置在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)里，氣固加熱反應(yīng)的裝置以氫氣還原氧化銅作代表。（一）氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法目的：認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室里制備和收集氫氣的方法。用品：?jiǎn)⑵瞻l(fā)生器、燒杯、橡皮管、玻璃導(dǎo)管、集氣瓶、毛玻璃片水槽。鋅粒、稀硫酸、木條。原理：活潑金屬跟稀酸反應(yīng)能置換出酸中的

4、氫。準(zhǔn)備：組裝啟普發(fā)生器按圖7-17組裝。鋅粒不要用純的。新裝的啟普發(fā)生器有時(shí)反應(yīng)很劇烈，很快就會(huì)把容器內(nèi)的酸液壓上球形漏斗。如果加入的酸量過(guò)多，可能溢出漏斗口。為了安全起見，可在漏斗口上裝一個(gè)安全漏斗作為緩沖器。也可在雙球瓶的底座里裝一些潔凈的碎玻璃或碎瓷片，以減少加酸量。配制稀硫酸溶液稀硫酸的濃度以1：4為宜。在大燒杯內(nèi)盛4體積水，慢慢注入1體積98的濃硫酸，邊注入邊用玻璃棒攪拌均勻。操作：讓鋅和稀硫酸接觸，發(fā)生反應(yīng)，開啟導(dǎo)氣管活塞上的閥門，讓氫氣經(jīng)導(dǎo)氣管逸出，待氫氣收滿后，關(guān)閉閥門，酸液從底座壓入球形漏斗，待鋅跟稀硫酸脫離接觸，反應(yīng)即停止。H曲啟環(huán)J圖7-18收集氮?dú)馐占瘹錃饪捎门潘ɑ?/p>

5、向下排空氣法，裝置如圖7-18所示。收集氫氣前，應(yīng)檢驗(yàn)氫氣的純度。先用排水法將氫氣收集在小試管里，倒移試管到離發(fā)生器較遠(yuǎn)處，用燃著的小木條在試管口點(diǎn)燃，如有尖銳的聲音發(fā)生，說(shuō)明試管里的氣體中混有氧氣，直到只發(fā)生輕微的“卟”聲為止。如果用排空氣法收集氫氣，檢驗(yàn)氫氣的純度時(shí)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)試管檢驗(yàn)后，再要收第二管時(shí)必須要另?yè)Q一個(gè)試管。因?yàn)樵诘谝粋€(gè)試管檢驗(yàn)后，試管口可能仍存在氫氣燃燒的火焰。注意事項(xiàng)：如果要添加鋅粒，可以用橡皮塞塞緊球形漏斗的口，使酸液維持不動(dòng)，拔去導(dǎo)氣管上的橡皮塞，從這里加入鋅粒。如果硫酸濃度降低，可將啟普發(fā)生器側(cè)轉(zhuǎn)，拔去底座上的塞子，讓酸液倒出一部分，然后再添加新酸。其它實(shí)驗(yàn)方法：氫氣

6、發(fā)生器的幾種簡(jiǎn)易裝置如圖7-19所示。圖I在長(zhǎng)頸漏斗的下部裝一個(gè)橡皮或塑料制的多孔墊片，鋅粒放在墊片上，稀酸從漏斗管注入，由導(dǎo)管上的彈簧夾控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。圖II是由底上有破碎小孔的試管和錐形燒瓶組裝的。試管底部放幾塊碎玻璃片以堵住上面的鋅粒漏下。錐形燒瓶?jī)?nèi)盛稀硫酸。使用時(shí)將試管插入酸中，使用完畢，將試管提起跟酸液脫離接觸，反應(yīng)即停止。圖III是用U形管裝配的，原理同圖I相似，只是稀酸從左管加入。圖W是由球形干燥管和漏斗用橡皮管連接起來(lái)的。球形干燥管的底部裝一些玻璃纖維，上面盛鋅粒，稀硫酸由漏斗注入，反應(yīng)除由彈簧夾控制外，還可以用漏斗的升降來(lái)控制。氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法目的：認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室里用氧化氯

7、化物的方法制取氯氣。用品：圓底燒瓶、分液漏斗、導(dǎo)氣管、雙孔塞、石棉鐵絲網(wǎng)、集氣瓶、玻璃片、燒杯。濃鹽酸、二氧化錳、氫氧化鈉。原理：氧化劑常用二氧化錳、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、漂白粉等。從它們的標(biāo)準(zhǔn)電極電位可知，用漂白粉和高錳酸鉀作氧化劑時(shí)可以不必加熱，用二氧化錳和重鉻酸鉀作氧化劑時(shí)必須用很濃的鹽酸，還需要加熱。準(zhǔn)備：裝置氯氣發(fā)生器如圖7-37所示。如果用長(zhǎng)頸漏7-37制取氮?dú)獾难b置bMH溶港T-38用長(zhǎng)動(dòng)漏訃或宜的氮?dú)饩持髌鞫?，如圖7-381。由于鹽酸跟二氧化錳反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，可在漏斗下端裝一支試管，使鹽酸溢出試管后再跟二氧化錳反應(yīng)，還可以起密封作用，如圖7-3811。組裝集氣裝置氯氣除用排

8、飽和食鹽水收集外，通常用向上排空氣法收集，尾氣用氫氧化鈉吸收。為便于換集氣瓶，一般可用穿孔或開有缺口的硬紙片代替雙孔橡皮塞。如果在發(fā)生器和集氣瓶間裝一貯氣裝置（圖7-39），則在換瓶時(shí)也可以把氯氣貯存起來(lái)。貯氣瓶里盛飽和食鹽水，當(dāng)集氣瓶收滿氯氣后即將活塞關(guān)閉，由于氯氣在飽和食鹽水里的溶解度很小瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大，將食鹽水壓入高位槽內(nèi)。集氣時(shí)，開啟活塞，高位槽內(nèi)的食鹽水利用虹吸原理，將貯氣瓶里的氯氣壓出。尋三砲和三亍-隹鹽水園T-卻氯氣的疋氣裝置焙燒軟錳礦二氧化錳常用天然的軟錳礦，為了減少與鹽酸反應(yīng)時(shí)發(fā)生泡沫，要放在鐵盤內(nèi)焙燒。操作：在250毫升圓底燒瓶里盛二氧化錳5克，分液漏斗里盛比重1.19、38

9、的濃鹽酸約20毫升。將儀器裝置好后，逐漸將濃鹽酸加入圓底燒瓶里，并用酒精燈微微加熱。當(dāng)有黃綠色的氣體逸出時(shí)就可開始收集。在集氣瓶后襯一白紙，以便觀察氯氣是否收滿。注意事項(xiàng)：如果用粒狀二氧化錳，可以避免反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生大量泡沫。粒狀二氧化錳是人工制備的，價(jià)格較貴，反應(yīng)較慢，所需濃鹽酸的量也較多些。2加熱的溫度不應(yīng)超過(guò)90C，加熱時(shí)要經(jīng)常移動(dòng)火焰。其它實(shí)驗(yàn)方法：1用高錳酸鉀和鹽酸反應(yīng)用上述相同的裝置，不需加熱，高錳酸鉀晶體用量5克?？刂茲恹}酸加入，不要讓反應(yīng)過(guò)于猛烈。用重鉻酸鉀或漂白粉跟濃鹽酸反應(yīng)用重鉻酸鉀需要微微加熱，用漂白粉的不需加熱。二氧化硫的制取目的：制取二氧化硫并認(rèn)識(shí)它的性質(zhì)。用品：圓底燒瓶（

10、250ml）、玻璃導(dǎo)管、滴液漏斗、雙孔塞、集氣瓶、玻璃片、量筒、玻璃棒。亞硫酸鈉、濃硫酸、氨水、大燒杯、品紅溶液、紅色鮮花、藍(lán)色石蕊試液。原理：實(shí)驗(yàn)室里一般用銅跟濃硫酸或強(qiáng)酸跟亞硫酸鹽反應(yīng)，制取二氧化硫。二氧化硫跟水化合生成亞硫酸，很不穩(wěn)定，易分解。二氧化硫還能跟某些有色物質(zhì)化合生成無(wú)色物質(zhì)，具有漂白性。準(zhǔn)備和操作：二氧化硫的制取亞硫酸鹽跟硫酸反應(yīng)可制得較純的二氧化硫。例如NaSO+HSO=NaSO+HO+SOt23242422在一個(gè)250毫升的圓底燒瓶里盛亞硫酸鈉14克，分液漏斗里盛濃硫酸，裝置如圖7-70所圖to制取二氧化硫示。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，將濃硫酸逐滴加入燒瓶里，立即有二氧化硫氣體發(fā)生，不

11、需加熱。當(dāng)亞硫酸鈉全部被酸浸濕而發(fā)生氣體的速度減慢時(shí)，可以微微加熱，以加速反應(yīng)的進(jìn)行。二氧化硫容易跟水反應(yīng)，所以要用向上排空氣法收集。用玻璃棒蘸氨水放在瓶口，如果出現(xiàn)濃厚的白煙，表示二氧化硫已收集滿。二氧化硫是一種有刺激性氣味的有毒氣體，勿使它逸散出來(lái)污染空氣。五）三氧化硫的制取目的：認(rèn)識(shí)三氧化硫的制法。用品：曲頸甑、試管、燒杯、安瓿、石棉鐵絲網(wǎng)、酒精噴燈、量筒。發(fā)煙硫酸、五氧化二磷、食鹽、冰。原理：發(fā)煙硫酸和五氧化二磷反應(yīng)能生成磷酸和三氧化硫。磷酸是非揮發(fā)性酸，三氧化硫的沸點(diǎn)較低，它們很容易分離開來(lái)。3HSO+PO=2HPO+3SO為了制取液態(tài)和固態(tài)三氧化硫，需用冰和食鹽2425343混和物

12、使三氧化硫冷卻。三氧化硫的沸點(diǎn)為45C，熔點(diǎn)為16.8C。準(zhǔn)備：控制安瓿和細(xì)頸漏斗將一支15X150毫米的普通試管離管口約1/3處在酒精噴燈上拉成細(xì)頸，直徑約8毫米，以能插入拉細(xì)的漏斗頸為度，作為安瓿用。細(xì)頸要長(zhǎng)一些，便于熔封。另取一支破底試管在酒精噴燈上拉成長(zhǎng)而頸細(xì)的漏斗，漏斗頸的外徑約6毫米，使插入安瓿后在細(xì)頸處能露出一條隙縫。裝配三氧化硫發(fā)生器三氧化硫的腐蝕性很強(qiáng)，制取和貯存三氧化硫的儀器不能用橡皮塞和橡皮管裝配。最好用帶有導(dǎo)管和磨口塞的梨形瓶，也可用小號(hào)曲頸甑。整個(gè)裝置如圖7-72所示。嘰一厠亞：制軀三氧化硫的裝置冰操作：制取三氧化硫在100毫升曲頸甑內(nèi)盛五氧化二磷10克，加發(fā)煙硫酸8

13、毫升潤(rùn)濕后，用小火微微加熱，即有白色的三氧化硫濃煙生成。三氧化硫從曲頸甑的頸部逸出，經(jīng)細(xì)頸漏斗進(jìn)入浸在食鹽冰水里安瓿瓶的底部被冷凝成液體。反應(yīng)劇熱時(shí)即移開燈火，以防三氧化硫不能及時(shí)凝聚而擴(kuò)散入空氣里。熔封安瓿當(dāng)安瓶中積有液態(tài)三氧化硫23毫升時(shí)，實(shí)驗(yàn)可停止。把曲頸甑移入通風(fēng)櫥內(nèi)，從冰水中取出安瓿，擦干水漬，迅即將安瓿的細(xì)頸處在酒精噴燈上熔封。制取固體三氧化硫這時(shí)安瓿中已有一部分液態(tài)三氧化硫凝成固態(tài)。把熔封好的安瓿浸在溫水里，使其中的三氧化硫完全熔化，然后取出，浸入冷水里靜置冷卻。第二天可以看到安瓿里已結(jié)成白色纖維狀的固態(tài)三氧化硫。注意事項(xiàng)：五氧化二磷極易吸收空氣中的水分，取用時(shí)操作要迅速。發(fā)煙硫

14、酸中含過(guò)量三氧化硫約20，在常溫下呈固態(tài)，使用時(shí)可把發(fā)煙硫酸的瓶浸在3040C溫水內(nèi)使它熔化后再量取。三）氨的制取目的：認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用強(qiáng)堿與銨鹽反應(yīng)制取氨的方法；了解氨的主要性質(zhì)。用品：圓底燒瓶（150ml）、單孔塞、玻璃導(dǎo)管、橡皮管、干燥塔、集氣瓶、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、表面皿、玻璃鐘罩、玻璃筒、石棉網(wǎng)鉑絲、貯氣瓶。氯化銨、消石灰、氫氧化鈉、生石灰、棉花、酚酞試劑、濃氨水、濃鹽酸。原理：以強(qiáng)堿作用于任何銨鹽的水溶液或固體，都能發(fā)生下列反應(yīng)：NH+OH-丄NHt+HO432將混和物加熱，氨即揮發(fā)出來(lái)。氨在水中的溶解度很大。氨不與空氣反應(yīng)，但在純氧中能燃燒生成氮?dú)夂退?；在有催化劑存在的情況下，

15、能跟氧氣反應(yīng)生成一氧化氮。氨跟酸化合能生成鹽。準(zhǔn)備：制備堿石灰先稱取新鮮的生石灰8克，放在研缽里研細(xì)。迅速稱取固體氫氧化鈉3克，稱好后立即埋入已研細(xì)的生石灰內(nèi)，充分混和并研成粉末，即得堿石灰，制備好后要放入密閉的容器或干燥器內(nèi)。裝置氨發(fā)生器將氯化銨2克和消石灰5克混和均勻后平鋪在試管的底部，裝置如圖7-77。制取較多的氨時(shí)可用圖7-78裝置。舸T-78實(shí)驗(yàn)室制氨裝置在150毫升的圓底燒瓶里加入5克氯化銨和10克消石灰的混和物。制備氧氣方法見前面實(shí)驗(yàn)。操作：1.氨的制取加熱氯化銨和消石灰的混和物，即有氨氣發(fā)生。因氨比空氣輕，用向下排空氣法收集。為了防止氨氣擴(kuò)散到瓶外，在集氣瓶口塞一些疏松的棉花。

16、用玻璃棒蘸一些液鹽酸放在瓶口處，如有白煙生成，表示氨氣已收集滿。七）氮的氧化物目的：認(rèn)識(shí)一氧化氮和二氧化氮的制法和性質(zhì)。用品：錐形燒瓶（250ml）、分液漏斗、玻璃導(dǎo)管、橡皮管、雙孔塞、水槽、集氣瓶、玻璃片、量筒、分析柱、吸濾瓶、尖嘴玻璃管、橡皮氣唧。銅片、濃硝酸。原理：一氧化氮和二氧化氮在實(shí)驗(yàn)室里可以用銅分別跟稀硝酸或濃硝酸反應(yīng)而制得。3Cu+8HNO（?。?3Cu（NO）+2N0f+4HO3322Cu+4HNO（濃）=Cu（NO）+2NOt+2HO33222一氧化氮是無(wú)色氣體，在水中的溶解度較小，而且與水不起反應(yīng)，但跟氧很容易化合生成二氧化氮。二氧化氮是紅棕色氣體，很容易跟水反應(yīng)生成硝酸。

17、準(zhǔn)備和操作：1.一氧化氮的制取和性質(zhì)儀器裝配如圖7-89所示。在一只250毫升錐形燒瓶里盛水15毫升，加銅片3克，分液漏斗里盛濃硝酸10毫升。將濃硝酸逐漸加入錐形瓶中。濃硝酸溶于水有熱量放出，促使它跟銅發(fā)生劇烈反應(yīng)，生成一氧化氮。如果室溫過(guò)低，可以略微加熱。由于錐形瓶里原來(lái)有空氣，所以開始時(shí)瓶里出現(xiàn)紅棕色，用排水法收集時(shí)可以除去。試驗(yàn)一氧化氮性質(zhì)時(shí)用收集到的第二瓶氣體。取一瓶空氣倒合在盛一氧化氮的瓶上，抽去玻璃片，兩個(gè)瓶子都充滿了紅棕色。這表明一氧化氮遇到氧氣就會(huì)生成二氧化氮。二氧化氮的制取和性質(zhì)儀器裝置如圖7-90所示。在250毫升錐形燒瓶里盛銅片1.5克，分液漏斗里盛濃硝酸（密度1.42克

18、/毫升，約15N）15毫升。取干燥的分析柱一支，配上帶有尖嘴玻璃管的單孔塞。逐漸將分液漏斗里的濃硝酸加入錐形瓶中。用排氣法收集二氧化氮在干燥的分析柱內(nèi)。把分析柱的活塞打開，因二氧化氮比空氣重，逐漸將空氣向上排出。待整個(gè)分析柱充滿深紅棕色，口上有二氧化氮排出時(shí)，關(guān)閉活塞，把分析柱連同玻璃管和橡皮塞插在盛有水的吸濾瓶上，如圖7-91所示。這一部分實(shí)驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。輕捏橡皮氣唧，將少量水壓入分析柱內(nèi)，尖嘴管口就形成噴桌，直到分析柱內(nèi)充滿2/3的水為止。這表明3體積二氧化氮跟水反應(yīng)生成硝酸后，剩下1體積一氧化氮。為了證明剩下的氣體是一氧化氮，開啟活塞，吸入空氣，分析柱內(nèi)液面下降，液面上的氣體立即顯

19、現(xiàn)紅棕色。如果缺少分析柱，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以用圖7-92的裝置進(jìn)行。其它實(shí)驗(yàn)方法：一氧化氮可用下列反應(yīng)制取：2NaN0+2FeS0+2HSO=Fe(SO)+NaSO+2HO+2NOf2424243242在燒杯中盛水60毫升，加入硫酸亞鐵晶體22.4克，溶解后再加入6N的硫酸20毫升。另在圓底燒瓶里盛水20毫升，溶入亞硝酸鈉8克。裝置如圖7-93所示。加熱燒瓶并將濃團(tuán)7-93-氧化氮的制取的硫酸亞鐵溶液由分液漏斗流入燒瓶里的小試管中，再由小試管溢出跟亞硫酸鈉反應(yīng)，即有一氧化氮?dú)怏w發(fā)生。1.一氧化碳的制取（1）用木炭和氧氣制取一氧化碳：裝置如圖7-106所示。在長(zhǎng)約40厘米，直徑約2.5厘米的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)填充3/4管干燥的小塊木炭。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，把一塊燒紅的木炭放入粗玻璃管內(nèi)木炭的上面，塞上橡皮塞，慢慢地鼓入氧氣。木炭由上到下逐漸燒紅，在尖嘴管口有氣體排出，這主要是一氧化碳。用火點(diǎn)燃，發(fā)出藍(lán)色的火焰。（2）水煤氣的制?。涸诩瘹馄可吓湟粋€(gè)雙孔橡皮塞，一個(gè)孔內(nèi)插入一支漏斗，另一個(gè)孔內(nèi)插入一支帶有尖嘴管的玻璃導(dǎo)管。集氣瓶里先盛滿水，倒置在水槽里，把尖嘴管上的彈簧夾放開。用坩堝鉗夾住一小塊燒紅的煤，浸入水槽里漏斗的下面，即有大量的氣體產(chǎn)生，從漏斗上升到集氣瓶中，水由尖嘴管排出（圖7-107）。用67塊燒紅的煤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以收集到250毫升水煤氣，但不要將水排盡。夾緊彈簧夾，用手掌