A. 实验室制取二氧化碳需要什么发生装置和收集装置
实验室制取二氧化碳,通常采用稀盐酸与石灰石发生反应,方程式为:
第二个层面,常用气体的发生装置和收集装置的选取方法,具体来说是这样的:
1、常见气体的发生装置的选取的依据是气体制取的反应原理,即反应物的状态和反应条件。如果是用固体或固体混合物在加热的条件下反应制取气体,那么就要选择合适的仪器组装成上图中的“固体加热型”的装置(或直接选取该装置),来进行实验制取该气体。如果是用固体和液体混合物在常温的条件下反应制取气体,那么就要选择合适的仪器组装成上图中的“固液常温型”的装置(或直接选取该装置),来进行实验制取该气体。但是,还需要注意的有:
(1)在“固体加热型”的装置中,管口应略向下倾斜,铁夹应夹在试管的中上部,应用酒精灯的外焰加热,试管内的导管不能伸的太长,刚露出橡皮塞即可。
(2)在“固液常温型”的装置中,长颈漏斗的下端管口应浸在液面下,瓶内的导管不能伸的太长,刚露出橡皮塞即可。
2、常用气体的收集装置的选取的依据是气体的溶解性、密度及其是否与水或者空气的成分发生反应等。如果气体是不易溶于水或难溶于水的,并且不与水发生反应,那么该气体可选取上图中的“排水法”的装置来收集。如果气体的密度比空气的小,并且不与空气的成分发生反应,那么上图中的上图中的该气体可选取上图中的“向下排空气法”的装置来收集。如果气体的密度比空气的大,并且不与空气的成分发生反应,那么上图中的上图中的该气体可选取上图中的“向上排空气法”的装置来收集。
但是,还需要注意的是:
(1)排水法收集气体时,要先在集气瓶中装满水,倒立于水槽中,瓶底不能有气泡;当气泡连续、均匀冒出时,把导管口放在瓶口内开始收集气体;导管口一开始冒气泡时,不宜立即收集,因为此时的气体中混有空气。当收集满气体(瓶内的水全部排净)时,要在水下用毛玻璃片盖好后取出;若收集气体密度比空气的大,就将集气瓶正方在桌面上备用;若收集气体密度比空气的小,就将集气瓶倒方在桌面上备用;
(2)排空气法收集气体时,一定要将导管伸到集气瓶的底部,并且收集的时间要稍微延长一点;以防瓶内的空气排不干净,使收集的气体的纯度不高。若选用向上排空气法收集气体时,还要注意用毛玻璃片盖住一半瓶口,以防密度更大的气体进入瓶内,使收集的气体的纯度不高。
B. 制取二氧化碳的发生装置
实验室制取二氧化碳的发生装置如下图:
二、药品选用有几个需要注意的问题
1、不能用浓盐酸代替稀盐酸,因为浓盐酸也有挥发性,会使制得的二氧化碳不纯,还有氯化氢气体杂质。
2、不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石表面,阻止反应的进行。
3、不能用碳酸钠代替大理石或者石灰石,因为反应速率太快,不容易收集。
三、除杂干燥
经常会出现说制取一瓶纯净和干燥的二氧化碳,是提示你需要除杂和干燥,先除杂后干燥。制取二氧化碳中,含有的气体杂质一般是氯化氢,常用饱和的碳酸氢钠溶液除去,然后用浓硫酸干燥。
C. 求制取二氧化碳、氢气、氧气、氯气、氨气的实验装置、反应原理和收集方法
制取CO2
装置:广口瓶、长颈漏斗、集气瓶。 药品:大理石(或石灰石)、稀盐酸。
原理:强酸置弱酸
收集方法:向上排空气法
制取H2
装置:启普发生器、大试管、长颈漏斗、集气瓶、
水槽、带橡皮塞的导管、酒精灯、小试管 药品:除Na,K,Ca外的相对活泼的金属,稀HCL或稀H2SO4(不可以用HNO3)
原理:用活泼金属置换出H2
收集方法:排水或向下排空气
制取O2
装置:铁架台(含铁夹)、大试管、集气瓶、玻璃片、
带导管的橡皮塞、水槽(有水)酒精灯。药品:氯酸钾和二氧化锰(或高锰酸钾)。
原理:2KCLO3=2KCL+3O2
收集方法:排水法(因为O2的密度和空气差不多,所以不能用排空气法)
制取CL2
装置:分液漏斗,圆底烧瓶,导管,酒精灯,集气瓶,铁架台,盛有饱和氢氧化钠溶液的烧杯,盛有浓硫酸的集气瓶(不要装满),盛有饱和食盐水的集气瓶. 药品:浓盐酸,二氧化锰
原理:MnO2+4HCl=(加热)MnCl2+Cl2+2H20
收集方法:先通入饱和食盐水(除去挥发的HCL),再用向上排空气法
制取NH3
装置:和制取O2的相同。药品:氯化铵固体,氢氧化钙固体(不可以使用硝酸铵)
原理:2NH4CL + Ca(OH)2 === CaCL2 + 2NH3 + 2H2O
收集方法: 用向下排气法取气法收集。