实验室制气体

1、实验室制气体一般流程：反应原理 发生装置 净化装置 收集装置 尾气处理 气体检验 高中常见气体制备：H2CO2、CO、CH4、C2H4、C2H2NH3、NO、NO2O2H2S、SO2Cl2、HCl一、气体反应原理1、H2Zn+2HCl=ZnCl2+H22、CO2CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2不用浓盐酸会产生大量的HCl杂质不用稀硫酸CaSO4微溶，会覆盖在碳酸钙的表面上，阻止反应进一步进行。3、COHCOOH CO+ H2OHCOOH的酸酐是OHCOCHO,脱水时，要脱能发生电离的H。HOOCCOOH CO2+ CO+ H2O4、CH4CH3-COONa+NaOHCH4+Na

2、2CO35、C2H4CH3CH2OHCH2CH2H2O6、C2H2CaC2+2H2OCa(OH)2+ C2H2(不能用启普发生器)7、NH3Ca(OH)2 + 2NH4ClCaCl2 + 2NH3 + 2H2O（不用NaOH，因其在加热时对玻璃腐蚀较大）铵盐与碱共热放出氨气NH3·H2ONH3 + H2O8、NO3Cu + 8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+ 2NO + 4H2O9、NO2Cu + 4HNO3(浓)Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O10、O2O2的实验室制法：固固混合物加热分解法 2KMnO4K2MnO4+ MnO2+ O2 2KClO2KCl+3O2固液

3、不加热法 2Na2O2+2H2O =4NaOH+ O22H2O22H2O+O211、H2SFeS+H2SO4(稀)= H2S + FeSO4FeS+2HCl(稀)= H2S + FeCl2不能用氧化性的酸：浓H2SO4、HNO312、SO2Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+ SO2+H2O（微热）Na2S2O3+2HCl(稀)= SO2+S+ H2O+2NaCl13、Cl24HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+2H2O下面不常用：KClO3+6HCl(浓) 3Cl2+KCl+3H2O2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O 14、HClH2S

4、O4(浓)+ NaClNaHSO4+ HCl二、气体发生装置根据反应物的聚集状态和反应发生的条件（是否加热），一般有三套装置：1、固体固体 如：O2、CH4、NH3、 2、固体液体 如： H2、CO2、H2S、NO2、C2H 2 简易启普发生器启普发生器装置简介： 工作原理（以用稀硫酸和锌粒制取氢气为例）打开活塞，容器内压强与外界大气压相同，球形漏斗内的稀硫酸在重力作用下流到容器中，与锌粒接触，产生氢气；关上活塞后，由于酸液继续与锌粒接触，氢气依然生成，此时容器内部压强大于外界大气压，压力将酸液压回球形漏斗，使酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。使用启普发生器制取氢气十分方便，可以及时控制反的发

5、生或停止。使用注意事项：H2、CO2、H2S(1)块状固体与液体反应，反应不用加热且放热不多；(2) 块状固体不易溶；(3)生成气体在水中的溶解度不大。3、固体液体 如：Cl2、HCl、SO2、CO、NO、C2H2 三、净化装置一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。1、除杂(一般为长进短出) 可用于除去N2O4(NO2)，用冰水注：同一种装置采用不同的操作方法，有不同的用途(1)从A口进气，从B口排出瓶内的空气，可收集O2、Cl2等比空气重的气体(2)从B口进气，从A口排出瓶内的空气，可收集H2、NH3等比空气轻的气体。(3)在瓶内充满水，从

6、B口进气，将瓶内水从A口压出，可作为排水取气装置。(4)在瓶内加入适量液态净化剂，从A口进气，B口出气，可作为气体净化装置。(5)瓶内加入适量浓硫酸，从A口进气，B口出气，可作为气体干燥装置。2、干燥干燥管 U型管干燥剂：一般分为酸性干燥剂，中性干燥剂和碱性干燥剂三种。酸性干燥剂：浓H2SO4、硅胶、P2O5等，用于干燥酸性或中性气体，如：CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等，其中浓硫酸不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢的强还原性的酸性气体；中性干燥剂：无水硫酸铜、氯化钙，一般气体都能干燥，如O2、H2、CH4等，但氯化不能干燥氨气；碱性干燥剂：碱石灰（CaO与NaOH的

7、混合物）、生石灰（CaO）、NaOH固体，用于干燥中性或碱性气体，如NH3、H2、O2、CH4等。注：一般的说，酸性干燥剂不能干燥碱性气体，可以干燥酸性气体及中性气体；碱性干燥剂不能干燥酸性气体，可以干燥碱性气体及中性气体；中性干燥剂可以干燥各种气体。但这只是从酸碱反应这一角度来考虑，同时还应考虑到规律之外的一些特殊性，如气体与干燥剂之间若发生了氧化还原反应，或生成络合物，加合物等，就不能用这种干燥剂来干燥该气体了。例如：不能用浓硫酸干燥H2S、HBr、HI等还原性气体，因为二者会发生氧化还原反应，如：H2S+ H2SO4(浓)=2H2O+SO2+S不能用无水硫酸铜干燥H2S气体，二者会反应：

8、CuSO4+H2S = H2SO4+CuS不能用无水硫酸铜干燥NH3，二者可发生反应生成络合物：CuSO4+NH3=Cu(N H3)4SO4不能用无水CaCl2干燥NH3，二者会发生络合反应，生成一些CaCl2+4NH3=CaCl2·4NH3 CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3气体的净化，如：CO2除杂质通入饱和NaHCO3溶液(除HCl),再通入浓H2SO4 (除水蒸气)C2H4除杂质通入NaOH溶液(除SO2, CO2),通入浓硫酸(除水蒸气) C2H2 除杂质通入硫酸铜溶液(除H2S,PH3),通入浓硫酸(除水蒸气)NH3通入碱石灰(除水蒸气)H2S先通入饱和

9、NaHS溶液(除HCl),再通入固体CaCl2(或P2O5)(除水蒸气)SO2通入浓H2SO4 (除水蒸气) Cl2 先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)HCl除杂质通入浓硫酸(除水蒸气)四、收集装置：根据气体的密度以及在溶液(一般是水)中的溶解度选择，分为向上排空气法、向下排空气法和排溶液(水)法收集密度比 收集密度比 收集难溶或微溶空气大的气体 空气小的气体 与水的气体五、气体的检验1、H2检验混合空气点燃，有爆鸣声(有爆鸣声的不一定就是氢气)，生成物只有水或点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠 2、CO2检验通入澄清石灰水,变浑浊3、CO检验燃烧,蓝色火焰,无水珠,

10、产生气体能使澄清石灰水变浑浊 4、CH4检验可燃，生成H2O和CO2，不使KMnO4溶液和溴水褪色5、C2H4可燃生成H2O和CO2，使KMnO4溶液和溴水褪色6、C2H2检验无色气体,能燃烧,产生明亮的火焰,并冒出浓的黑烟 使KMnO4溶液褪色使溴水褪色7、NH3检验湿润的红色石蕊试纸,变蓝 或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近，冒白烟8、NO检验无色气体,暴露于空气中立即变红棕色9、NO2检验红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成10、O2检验带火星木条,复燃 11、H2S检验能使湿润的醋酸铅试纸变黑12、SO2检验先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色13、Cl2检验能使湿润的蓝色

11、石蕊试纸先变红后褪色; 能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝14、HCl检验通入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶 或用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，冒白烟六、尾气处理对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收（或点燃），使它们变为无毒、无害、无污染的物质。1、酸性气体： H2S、SO2、Cl2、Br2（蒸气）等，一般用碱液吸收2、碱性气体： NH3，一般用水或酸液吸收(高中一般为NH3)3、可燃且难以吸收的气体：CO点燃气体将它转化为CO2气体。4、少量有毒气体：CO,可用小气球收集等1、Cl2尾气处理Cl2+2NaOH= NaCl+NaClO+H2O2、H2S尾气处理H2S+2

12、NaOH= Na2S+H2O或H2S+NaOH= NaHS+H2OH2S+CuSO4=CuS(黑色)+H2SO43、SO2尾气处理SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O 4、NO、NO2尾气处理3NO2+ H2O =2HNO3+NO NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O七、防止倒吸装置(安全装置)1、隔离式 2、倒置式3、安全瓶式 附一、量气装置标准装置：变化装置： 二、气密性检查明确：气密性检查是在仪器连接好之后，填加药品之前进行的。1、升温法： 升高体系温度，压强增大，插入液体的导管口产生气泡；冷却，压强减小，导管倒吸入一段

13、水柱，则气密性良好。注意：升温法依据的是热胀冷缩原理，必须保证装置中所有出口都被封闭，使内部形成一个流畅的封闭体系。2、注水法：你认为该法的依据是什么？操作的关键是什么？依据：气体被水压缩。关键：先保证成封闭体系。定义：留一个口向装置中注入水，使装置中气体体积减小，压强增大，如果气密性良好，则会保持液面差以维持增大的压强。总结：升温法：加热，气体对导管末端水产生作用。注水法：加水，水对内部气体产生作用。例如：1、下图所示：实验前应如何检查该装置的气密性？把导管伸入水槽的液面下，手握住试管，过会儿看到导管口有气泡冒出，松开手导管中形成一段水柱，则证明气密性良好。2、下图为实验室制备氯气的装置，如

14、何检查其气密性？关闭分液漏斗的活塞，烧杯中装入水，导管伸到液面以下，加热烧瓶，导管中有气泡冒出，冷却后有水回流，则气密性良好。3、如右图所示：是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。（1）请用自己的语言解释，该装置如何作到了随制随停？关闭弹簧夹，试管中继续产生气体，使试管内压强增大，溶液被压入长颈漏斗，固体与溶液脱离，停止反应；打开弹簧夹，溶液落下与固体接触，又开始反应。（2）怎样检查该装置的气密性关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注入水，直到长颈漏斗中液面不再下降，长颈漏斗中液面与试管中液面差保持不变，则装置的气密性良好。4、下图是某课外小组设计的实验室制一氧化氮装置。该装置可证明铜跟稀硝酸在受热

15、条件下生成无色的一氧化氮。实验开始前如何检查气密性？ （1）关闭分液漏斗，从长管注水压缩短管内气体，观察长管液面是否稳定。 （2）在U型管右端口连接胶管利用升温法检验。5、如下图所示为制取氯气的实验装置： 盛放药品前，怎样检验此装置的气密性?6、如下装置，如何检查其气密性？气密性检验归纳：如整套仪器有多个出口与大气相通，用夹子或塞子进行分隔后逐个检查，或只留一个出口整体检查。 无论装置的具体情况如何，装置有多少个管口，气密性的检查时，都必需确保管口至少有一个用水进行液封，其余的管口要用弹簧夹夹紧，或关上活塞开关，使之能构成一个内部通畅的密闭体系。三、仪器的组装和连接连接原则：先总体后细节，自下

16、后上，自左后右。1、装置的排列顺序：按气流方向确定仪器的连接顺序。一般遵循：气体发生除杂干燥主体实验尾气处理注意：（1）除杂和干燥的顺序 若采用溶液除杂，则干燥在后；若采用加热除杂，则干燥在前（因气体中混有水蒸气，易引起燃烧管破裂，也易干扰反应）。（2）尾气处理有毒气体常采用溶液吸收或将气体点燃2、接口连接顺序： 按装置的排列顺序再进行接口连接设计，导管的伸向及长短是连接的关键。吸收装置：长进短出量气装置：短进长出干燥装置：大进小出多种除杂装置：逐一、有序、互不干扰思考：从下图中选择仪器，可以组装几种气体的发生装置？固体和液体不需加热反应制备气体如（氢气、CO2)固体与固加热固体与液体加热制备

17、气体。 三、常见气体的净化装置：如图(1)、(2)、(3)用固体物质除去气体杂质（包括水蒸气）。如图(4)用液体物质除去气体杂质（包括水蒸气）。回忆并画出常见的防倒吸装置？常见的尾气处理装置固体与液体加热制备气体。注意装置的灵活运用。例如：讨论下图装置有哪些用途？并说出具体的操作。1.收集气体排空气法收集，气体由B进A出，可收集哪些气体?由A进B出，可收集哪些气体?由B进A出收集密度小于空气的气体，如H2、NH3。由A进B出收集密度大于空气的气体，如：O2、CO2、NO2。排水法收集气体时，气体流向如何?气体由B进入，将水排出。若将瓶内装满液体与量器配合作量气装置，气体流向如何?气体应具备什么

18、性质？2.洗气用作洗气装置时气体流向如何?气体由A进B出3.盛吸收剂吸收产物测增重若装置中导管A与B等长时，连接在气路中起什么作用?可以防倒吸，起到安全瓶的作用。尾气处理装置-安全装置尾气的处理方法：直接排放、直接吸收、防倒吸吸收、燃烧处理处理装置（1）直接吸收（2）防止倒吸装置的设计在某些实验中，由于吸收液的倒吸，会对实验产生不良的影响，如玻璃仪器的炸裂，反应试剂的污染等，因此，在有关实验中必须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切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸，如实验室中制取氧气、甲烷时，通常用排水法收集气体，当实验结束时，必须先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。b设置防护装置：倒立漏斗式：这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸