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高三化学常见气体的实验室制法复习课件


第十二章 化学实验基础

第三节

常见气体的实验室制法

湖南广益卫星远程学校 高三年级第一学期

一、气体制备装置设计 装置的设计: 发生装置 置 净化(或干燥)装

收集或量气(或性质实验)装



尾气处理

1、气体发生装置

设计原则:
根据反应物的状态和反应条件 基本类型: A、固---固加热装置

B、固(液)---液不加热装置
C、固(液)---液加热装置

A、固--固加热装置

注意事项: (1)试管口应略向下倾斜 (2)试管夹夹在距试管口1/3处(3) 药品应平铺于试管底部 (4)导管不宜伸入试管内过长,粉 末状固体,应在试管口堵一团棉花。 (5)实验开始时先检验装置的 气密性 (6)加热时,先预热且外焰加热

该装置可用于制备O2 和 NH3
2KClO3 2KMnO4
MnO2

? ?

2KCl+3O2↑ K2MnO4+O2↑ + MnO2
?

2 NH 4 Cl ? Ca (OH ) 2 ? CaCl 2 ? NH 3 ? ? 2 H 2 O

B、固(液)-液不加热装置

注意事项: a.检验装置的气密性 b.长颈漏斗插入液面 以下 c.制H2S时应在通风橱 中, H2S剧毒

可用于制备 H2 、 CO2 、 O2 、H2S 、 SO2 、NH3、NO2 、NO 和 C2H2
2 H 2O2
MnO 2

2 H 2O ? O2 ?
4

FeS ? H 2 SO 4 ? FeSO

? H 2S ?

Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
Cu ? 4 HNO 3 ( 浓)? Cu ( NO 3 ) 2 ? 2 H 2 O ? NO 2 ?
3Cu ? 8 HNO 3 ( 稀 ) ? 3Cu ( NO 3 ) 2 ? 2 NO ? ? 4 H 2 O
CaC
2

? 2 H 2 O ? Ca ( OH ) 2 ? C 2 H 2 ?

注意事项: 启普发生器只适用于块状固体与液体在反应 速率适中且不加热(也不能大量放热)条件 下制取难溶于反应混合物的气体如CO2、H2S、 H2

A

B

C

启普发生器

启普发生器

C、固(液)-液反应物(加热)

注意事项 (1)检验装置的气密性 (2)加热易暴沸的混合物时要加碎瓷片,防暴沸 (3)制乙烯时不必用分液漏斗,但用温度计控制 反应温度

可用于制备Cl2、HCl、C2H4

C 2 H 5 OH ? 170?C ? C 2 H 4 ? ? H 2 O ??
H 2 SO 4

2、干燥及净化装置

洗气瓶

双通加热管 干燥管

常见除杂试剂有: ①浓H2SO4:除去水蒸气(也可除去SO2 混有的SO3 )。 ②强碱溶液:如NaOH溶液可吸收酸性的 气体。
③饱和的酸式盐溶液,可将杂质气体吸 收并转化,如: CO2(HCl、SO2)----饱和NaHCO3溶液 SO2(HCl、SO3)----饱和NaHSO3溶液

④酸性KMnO4溶液:利用它的强氧化性, 可以除去具有还原性的气体, 如除去混在CO2气体中的SO2、H2S等。 ⑤溴水:除去CH4气体中混有的C2H4、 C 2H 2。

⑥CuSO4溶液: 除去混在C2H4气体中的H2S气体。
⑦CCl4或苯等有机溶剂: 利用溶解性的不同来除杂,如HBr中 混有的Br2、苯蒸气杂质气体。

常见干燥剂

①酸性干燥剂:如浓硫酸、五氧化二磷。 ②碱性干燥剂:如生石灰、碱石灰、固 体NaOH。
③中性干燥剂:如无水氯化钙,可干燥 中性、酸性、碱性气体。

酸性气体:CO2、 Cl2 、 HCl SO2、 H2S 、NO2 碱性气体:NH3 中性气体:N2、H2、O2、CH4 注意: 不能用CaCl2来干燥NH3 不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、 HBr、HI等。

3、收集装置

排空气法

CO2、Cl2、HCl

H2、NH3

排水法(或排饱和溶液法)

H2、O2、NO、C2H2、N2、 CO

Cl2:排饱和食盐水
CO2:排饱和NaHCO3溶液

SO2:排饱和NaHSO3溶液

4、气体验满

5、量气装置

注意:①气体 恢复室温后再 读数

②读数时保证 内外液面相平

6、尾气处理装置
(1)直接排放 (2)水溶解法 O2、N2、CO2 如HCl、NH3等。 防倒吸

(3)碱液吸收法 如Cl2、H2S、CO2、SO2、 NO2、 NO(O2)等。 (4)可燃性气体用燃烧法 如CH 、C H 、C H 、H 、CO等。
4 2 4 2 2 2

(5)袋装法

7、连接及拆卸问题 ①装置连接的原则
a b c d 洗气瓶的进气管应“长进短出”; 干燥管应大口方向进气,小口出气 ; 量气装置的导管应“短进长出”; 有易挥发液体反应或生成时,要设计冷 凝回流装置。
水 气

② 装配仪器时:从下向上;从左往右

③ 仪器拆卸的一般过程:
从右到左,自上而下,

先拆主体,后拆部件。

练习:
1.利用下列各组中的物质作用制备和收集 相应气体,能采用右图实验装置的是( B ) ①浓氨水与固体NaOH ②电石与水反应 ③过氧化氢溶液与二氧化锰 ④稀硝酸与铜片 ⑤镁条与稀硫酸 A.仅①②③ B.仅③ C.仅①②③ D.全部

2、用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体 (a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中 可行的是( D )
气体 A NO2 a b c NaOH溶液 浓硝酸 铜片

B
C D

SO2
NH3 CO2

浓硫酸 Cu
浓氨水 生石灰 稀盐酸 CaCO3

酸性KMnO4溶液
碱石灰 浓硫酸
a

b

c

3、 已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产 生Cl2。 若用图所示的实验装置来制备纯净、 干燥的氯气,并试验它与金属的反应。每个 虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是 (不考虑①单元装置)( D ) A.只有④处 B.只有②处 C.只有②和③处 D.②、③、④处

4、如图,向装置中缓慢地通入气体X, 若关闭活塞,则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊; 若打开活塞,则品红溶液褪色。 据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y分别可能是( AD)

A

B
H2S 浓硫酸

C
CO2 Na2SO3溶 液

D
Cl2 Na2CO3溶 液

X
Y

SO2 饱和 NaHCO3

5、下图所示为制取氯气的实验装置: 烧瓶中盛放的固体是MnO2和NaCl。 (1)盛放药品前,怎样检验此装置的气密性 。 (2)分液漏斗中盛放的液体是 ,打开活塞K, 将分液漏斗中的液体加入烧瓶中,关闭分液漏斗的活 塞,点燃酒精灯,烧瓶中发生反应的化学方程式 为 。

(3)D中盛入的液体是

,其作用为



(4)B中盛放的液体是 ;收集氯气完毕,所进 行的操作为 。 B装置的作用是_____ 。 (5)欲收集到干燥的纯净的氯气应对此装置进行一 些改进。试画出改进的装置图,并标出装置中所盛放 的药品: 。

答案:(1)将D装置中导管出口浸没在水面下, 关闭分液漏斗活塞,打开K,加热A装置,D装置中有 气泡冒出,关闭K,长颈漏斗中液面上升(B瓶中液 面下降),说明装置不漏气。 (2)浓硫酸 NaCl+H2SO4(浓)== NaHSO4+HCl↑(△) MnO2+4HCl(浓)== MnCl2+Cl2+2H2O(△) (3)氢氧化钠溶液;吸收多余的氯气 (4)饱和食盐水;关闭活塞K,撤去酒精灯,贮存 多余的氯气,防止氯气污染环境。 (5)应在B、C装置 之间连接如右图装置


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