『壹』 化學中三個收集氣體裝置的區分
①「固+固」的反應,簡稱「固體加熱型」,,如用KMnO4或KClO3和MnO2制O2。
②「固+液」的反應,簡稱「固液常溫型」,如用H2O2和MnO2制O2、用鋅粒與稀H2SO4制H2或用CaCO3與稀鹽酸制CO2。同B裝置相比,D裝置具有便於添加液體葯品,製取的氣體量較多的優點;C裝置不僅添加液體葯品方便,而且可通過導管上的開關控制反應的發生和停止;E裝置可通過分液漏斗的活塞控制加入葯品的量和速度。
③「固+液」的反應的發生裝置的其他改進:
為了節約葯品,方便操作,可設計如下圖所示裝置,這些裝置都可自動控制。
當打開彈簧夾時,溶液進入反應器內開始反應;當關閉彈簧夾時,氣路不通,反應產生的氣體將溶液壓出反應器外,液體與同體分離,反應停止。
氣體收集裝置:
收集裝置
選擇條件 難溶或微溶於水,與水不發生化學反應的氣體。如:H2、 O2、CH4等 不與空氣發生反應,密度比空氣密度大的氣體。如:O2、 CO2等 不與空氣發生反應,密度比空氣密度小的氣體。如:H2、CH4等
說明 ①使用排水法收集的氣體較純凈,但缺點是會使收集的氣體中禽有水蒸氣。當導管口有連續均勻的氣泡冒出時才開始收集,當有大量氣泡從集氣瓶口冒出時,表明氣體已收集滿。
②用向上排空氣法收集氣體,應注意將導管伸到接近集氣瓶瓶底,同時應在瓶口蓋上玻璃片,以便盡可能地排盡空氣,提高所收集氣體的純度。使用排空氣法收集的氣體比較十燥,但純度較低,需要驗滿(可燃性氣體則要注意安全,點燃之前一定要驗純,否則有爆炸危險)
葯品的選取和實驗方案的設計:
(1)可行性:所選取的葯品能製得要製取的氣體;
(2)葯品廉價易得;
(3)適宜的條件:要求反應條件易達到,便於控制;
(4)反應速率適中:反應速率不能太快或太慢,以便於收集或進行實驗;
(5)氣體盡量純凈;
(6)注意安全性:操作簡便易行,注意防止污染。
例如:①實驗室製取H2時選用鋅粒,而不用鎂條、鐵片,原因是鎂價格貴且反應速率太快而鐵反應速率又太慢;酸選用稀硫酸,而不宜用稀鹽酸、濃硫酸,因為用稀鹽酸製得的H2,因混有HCl而不純,而鋅與濃硫酸反應不生成H2.
②制CO2時可選用用石灰石(或大理石)與稀鹽酸,而不選用Na2CO3濃鹽酸、稀硫酸,原因是Na2CO3,反應速率太快,濃鹽酸易揮發出HCl氣體,稀硫酸反應不能進行到底,也不能煅燒石灰石,因為條件不易達到,不呵操作;
④用KClO3、過氧化氫制O2時,要加少量的MnO2,作催化劑,以加快反應的速率
實驗室製取氣體的實驗操作程序:
實驗室製取氣體存選擇好葯品、儀器後操作的一般程序:
(1)組裝儀器:一般按從左到右,從下到上的順序進行;
(2)檢查裝置氣密;
(3)裝葯品:若是固體跟液體反應,一般是是先裝入固體再加入液體;
(4)准備收集裝置:若用排水法收集氣體時,應在製取氣體之前將集氣瓶盛滿水;
(5)製取氣體;
(6)收集氣體並驗滿;
(7)拆洗儀器。
注意:①給同體加熱時.試管口要略向下傾斜;
②用加熱KMnO4或KClO3(MnO2作催化劑)的方法製取O2,若用排水法收集,實驗完畢時應先把導管移出水槽再移走酒精燈;
③固體跟液體反應製取氣體時,要注意長頸漏斗末端要插入液面以下進行液封,以防漏氣。
裝置的選取與連接:
實驗室製取氣體的實驗往往與氣體的凈化、氣體的乾燥綜合在一起。氣體綜合實驗的裝置選擇及連接順序為:
氣體凈化的幾種方法:
(1)吸收法:用吸收劑將雜質氣體吸收除去。如除去CO中混有的少量CO2,可先用濃NaOH溶液吸收CO2,再用濃硫酸等乾燥劑除去水蒸氣。常用吸收劑如下表:
吸收劑 吸收的氣體雜質 吸收劑 吸收的氣體雜質
水 可溶性的氣體:HCl,NH3 NaOH CO2,HCl,H2O
無水CuSO4 H2O 鹼石灰 CO2,HCl ,H2O
灼熱的銅網 O2 NaOH CO2,HCl
灼熱的CuO H2,CO 濃硫酸 H2O
(2)轉化法:通過化學反血,將雜質氣體轉化為所要得到的氣體:如除去CO2中的CO,可將混合氣體通過足量的灼熱CuO+COCu+CO2
氣體的乾燥:
氣體的乾燥是通過乾燥劑來實現的,選擇乾燥劑要根據氣體的性質。一般原則是:酸性乾燥劑不能用來乾燥鹼性氣體,鹼性乾燥劑不能用來乾燥酸性氣體,乾燥裝置由乾燥劑的狀念決定.
(1)常見的乾燥劑
乾燥劑 可乾燥的氣體 不可乾燥的氣體
名稱或化學式 酸鹼性 狀態
濃H2SO4 酸性 液體 H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CO NH3
固體NaOH、生石灰,鹼石灰(氫氧化鈉和生石灰的混合物) 鹼性 固態 H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等 CO2、SO2、HCl
無水CaCl2 中性 固態 除NH3外的所有氣體 NH3
(2)乾燥裝置的選擇
①除雜試劑為液體時,常選用洗氣瓶,氣體一般是 「長進短出」,如下圖A。
②除雜試劑為同體時,常選用乾燥管(球形或u 形),氣體一般是「大進小出」,如下圖B、C。
③需要通過加熱與固體試劑發生化學反應除去的氣體,常採用硬質玻璃管和酒精燈,如下圖D。
裝置連接順序的確定規律:
(1)除雜和乾燥的先後順序
①若用洗氣裝置除雜,一般除雜在前,乾燥在後。原因:從溶液中出來的氣體通常混有水蒸氣,乾燥在後可將水蒸氣完全除去。如除去CO中混有的CO2和水蒸氣,應將氣體先通過。NaOH溶液,再通過濃H2SO4。
②若用加熱裝置除雜,一般是乾燥在前,除雜在後。如除去CO2中混有的CO和水蒸氣,應將氣體先通過濃H2SO4,再通過灼熱的CuO。
(2)除去多種雜質氣體的順序一般是先除去酸性較強的氣體。如N2中混有 HCl、H2O(氣)、O2時,應先除去HCl,再除去水,最後除去O2(用灼熱的銅網)。
(3)檢驗多種氣體的先後順序(一般先驗水蒸氣):有多種氣體需要檢驗時,應盡量避免前步檢驗對後步檢驗的干擾。如被檢驗的氣體中含有CO2和水蒸氣時,應先通過無水CuSO4。檢驗水蒸氣,再通過澄清的石灰水檢驗CO2.
確定氣體收集方法的技巧:
(1)排水集氣法適用於「不溶於水且小與水反應的氣體」,如下圖A。
(2)向上排空氣法適用於「密度比空氣大且小與空氣成分反應的氣體」(相對分子質量大於29的氣體),如下圖B。
(3)向下排空氣法適用於「密度比空氣小且小與空氣成分反應的氣體」(相對分子質量小於29的氣體),如下圖C。
(4)不能用排空氣法收集的氣體
①氣體的密度與空氣的密度相近時不能用排空氣法收集
②當氣體與空氣中某一成分反應時不能用排空氣法收集
(5)有毒氣體收集方法的確定
①有毒,但氣體難溶於水時,一般採用排水法收集。如下圖D
②有毒,但氣體叉易溶於水時,則採用帶雙孔膠塞(一長一短的導氣管)的集氣瓶利用排空氣法收集該氣體,但必須接尾氣處理裝置,以免多餘的有毒氣體逸散到空氣中污染空氣,如收集氨氣可用圖E。
氣體製取實驗中關於儀器或裝置選擇題目的解題技巧:
(1)需要研究氣體實驗室製法的化學反應原理;
(2)需要研究製取這種氣體所應採用的實驗裝置;
(3)需要研究如何證明製得的氣體就是要製取的氣體。
根據給出的儀器或裝置進行選取時,應明確製取氣體的發生裝置主要是兩套(同體加熱型和固液常溫型),依據反應物的狀態和反應條件來確定選用哪套發生裝置;氣體的收集裝置主要就是三套(向上排空氣法、向下排空氣法和排水法),依據氣體的性質來確定選用什麼樣的收集裝置。選擇儀器時要注意先對實驗原理進行判斷,然後再根據原理確定裝置所需要的儀器。
實驗室製取氣體的思路圖:
『貳』 化學實驗的製取氣體的發生裝置分為哪幾種,分別叫什麼名字
一,固液常溫裝置(啟普發生器、或者是簡易分液漏斗加燒瓶)常用來制去氫氣,二氧化碳…
二,固夜加熱裝置(鐵架台加燒瓶)常用來製取氯氣,氧氣…
三,固固加熱裝置(鐵架台加試管)常製取氨氣…
『叄』 常用儀器的使用、常見氣體的製取是初中化學實驗的基礎內容.請根據下列實驗裝置回答問題.(1)寫出圖中
①是長頸漏斗;來②是集氣瓶;
(源2)使用A裝置製取氣體的裝置特點:固體加熱型,且試管口沒有棉花,所以是加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物製取氧氣,因此對反應物狀態的要求是:固體和固體的混合;
(3)向下排空氣法適合收集密度比空氣小的氣體,所以是甲烷和氨氣,氧氣和氯氣的密度都比空氣大;
(4)實驗室製取氣體在組裝好實驗裝置後,應該檢查裝置的氣密性,否則裝置漏氣就收集不到氣體;因為二氧化碳的密度比空氣大,故應該從長管進入,把空氣從短管排出;
(5)發生裝置A屬於固體加熱型的氣體製取,且試管口沒有棉花,所以是加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物製取氧氣,反應的方程式為:2KClO3
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