高中常见气体制备.docx
- 文档编号:2316622
- 上传时间:2022-10-28
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:419.08KB
高中常见气体制备.docx
《高中常见气体制备.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中常见气体制备.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中常见气体制备
高中常见气体制备
高中常见气体的制备
1.常见气体的实验室制法
中学化学实验中,应该学会氯气、氯化氢、氧气、硫化氢、二氧化硫、氨气、二氧化氮、一氧化氮、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烯、乙炔等气体的实验室制法。
应该掌握的具体内容主要有:
会选择适宜的反应物,并能熟练地书写有关气体生成的化学方程式;根据反应物的状态和反应条件等因素,选择适宜的气体发生装置,能判断装置图的正误,会组装气体发生装置;根据气体的密度、在水中的溶解性等性质,选择适宜的集气方法与装置;根据所制气体的性质,会用简便的方法检验或验满。
(一)气体的制备思路,可从下面几个方面来归纳:
(二)组装仪器:
自下而上,从左到右;气体净化:
先净气装置,后干燥装置;
(三)操作顺序:
1.检验装置的气密性;2.装药品进行实验操作;3.记录实验现象、数据;
1、气体制取装置:
A.B.C.D.
固/液体+液体(不加热)固/液体+液体(加热)固体+固体(加热)
适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气小的气体(装置见图C);(装置D中B管进A管出)
2、气体干燥装置
(1)气体干燥装置的基本类型和气体流动方向:
盛装干燥剂状态
液体干燥剂
固体干燥剂
装置示意图
洗气瓶
气体流动方向
长管进气,短管出气
U形干燥管,进气和出气没有区别;
球形干燥管应该大口进气,小口出气(在干燥管的进出气口都要塞一团棉花,防止干燥剂流动)
注意事项:
1、固体干燥剂颗粒大小要适当,颗粒太大气体和干燥剂接触面小,不利于干燥效果不好;颗粒太小,气体不易通过,容易堵塞,一般以黄豆粒大小为宜。
2、液体干燥剂用量要适当,并控制好通入气体的速度,为了防止发生倒吸,在洗气瓶与反应容器之间应连接安全瓶。
(2)、气体的分类
1、根据酸碱性,
酸性气体:
CO2、SO2、NO2、HCl、Cl2、H2S、HBr、HI等
碱性气体:
只有NH3
中性气体:
H2、O2、CH4、CO、CH2=CH2、C2H2、N2等
2、根据常温氧化还原性强弱,
强还原性气体:
H2S、HBr、HI、SO2等
一般性气体:
H2、O2、CH4等
(3)、气体干燥剂的类型及选择
1、常用气体干燥剂按酸碱性可分为三类:
①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。
酸性干燥剂能够干燥酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等气体。
②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。
碱性干燥剂可以用来干燥碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、
一、燃烧法
原理:
对于CO等气体,由于它不溶于水,也不溶于酸或碱溶液,因此可以将其点燃生成无毒气体CO2。
二、收集法
原理:
对于CO、NO等气体,由于不溶于酸或碱溶液,当其量较少时,可以将其先收集在气球里。
注意:
收集到气球中的这些气体不能排到空气中,必须做进一步的化学处理。
三、吸收法
原理:
这是使用得最普遍的尾气吸收装置,这类装置具有吸收效率高,操作简便等特点。
根据气体的性质不同,吸收剂可以选用固体或液体两种。
A、固体吸收剂
SO2等气体的处理,干燥管内可以盛装碱石灰等颗粒固体吸收剂;
B、液体吸收剂
如果使用液体吸收剂,往往会引起液体的倒吸。
因此,根据尾气在吸收液中溶解度的差异,这类装置又可分为以下三种。
1直接吸收式:
可用于吸收在吸收液中溶解度不大的气体,如Cl2等气体。
2隔离式:
用于吸收易溶于水的少量气体,如NH3、HCl等气体,可有效防止倒吸,但如果气体的量较大,则会有气体逸出而污染环境。
3倒立漏斗式:
该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(HCl、NH3、HBr等)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,导致烧杯内液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中液体受自身重力作用又流回烧杯中,从而防止液体的倒吸。
防倒吸装置图如下:
5、装置气密性检查方法
一.原理:
使装置内与外界产生压强差,再通过液面的变化或有无气泡产生来判断装置的气密性。
二.基本方法
1.加热法:
通过升高温度增大内部压强。
2.注水法:
通过注入水缩小气体体积增大压强。
3.充气或抽气法:
通过增加或减少装置内气体的量增大或减小压强。
(一)加热法
将导管插入水中,用手掌(热毛巾)焐烧瓶(试管),若导管口有气泡冒出,冷却后会行成一段水柱,说明装置气密性良好。
关闭分液漏斗活塞,将导气管插入烧杯中水中,用酒精灯微热烧瓶,若导管末端产生气泡,停止微热,有水柱形成,说明装置不漏气。
(二)注水法
关闭弹簧夹,往长颈漏斗加水,使长颈漏斗液面高于试管液面,形成液面差,放置一段时间液面差不变,则装置气密性良好。
关闭分液漏斗活塞m和活关闭弹簧夹a,打开分液漏斗用止水夹夹紧橡皮管,
塞n,向量气管内注入水,活塞b,一段时间后若分液往锥形瓶中加入水,一
使量气管内液面高于干漏斗中的水不能顺利滴下,段时间后当分液漏斗中
燥管液面,形成液面差,说明装置气密性良好。
的水不能顺利滴下时,
放置一段时间液面差不说明装置气密性良好。
变,则装置气密性良好
(三)充气法和抽气法
充气法:
连接注射器,当缓缓推动活塞时,如果长颈漏斗内液面上升,说明气密性良好。
抽气法:
连接注射器,当缓缓拉动活塞时,如果长颈漏斗下端有气泡冒出说明气密性良好。
5、量气方法及装置
方法一:
排出液体测量气体体积
原理:
一般排出的液体是H2O,所量气体应是不溶或难溶于H2O的。
有时也可根据气体特性排出其他液体,如Cl2排饱和NaCl溶液。
装置:
量气管
量气管读数注意事项:
1冷却至室温才开始读数②读数前使量气管左右液面相平③眼睛视线与液面最低处相平
方法二:
直接测量
原理:
利用产生的气体将注射器活塞向后推,由注射器上的刻度得出气体体积。
装置:
实验室制氧气
方法一:
常用氯酸钾(二氧化锰作催化剂)受热分解来制氧气。
2KClO32KCl+3O2↑
方法二:
高锰酸钾受热分解来制取氧气
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
注意事项 :
(1):
用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气,靠近试管口的地方“放一团棉花”
目的:
防止加热时高锰酸钾粉末进入试管而堵塞试管,及防止污染制取的气体和水槽中的水。
(2):
试管口略向下倾斜
目的:
防止冷凝水倒流,使灼热的试管炸裂。
(3):
给试管加热时,先用酒精灯火焰的外焰在试管下方来回移动,使试管受热均匀,然后用酒精灯外焰再集中加热放药品的部位。
目的:
防止试管受热不均匀,引起的试管破裂
(4):
当气泡连续均匀放出时,把导气管伸入盛满水的集气瓶里,开始收集氧气。
目的:
刚排出的是空气,气泡连续均匀放出时收集的氧气才是纯净的氧气。
(5):
气体收集完毕,应先把导气管从水中取出,再撤去酒精灯。
目的:
防止水槽中的水倒流,使灼热的试管炸裂。
(6):
检查装置的气密性的方法
将导管的一端浸入水槽中,用手紧握试管外壁,若水中导管口有气泡冒出,证明装置不漏气。
松开手后,导管口出现一段水柱。
(7):
导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞
目的:
有利于产生的气体排出。
(8):
水排完后,应用玻璃片盖住瓶口,小心地移出水槽,把集气瓶正放在桌面上
目的:
氧气的密度比空气大,防止气体逸出。
方法三:
过氧化氢(H2O2)在二氧化锰催化下分解,也可作为实验室制氧气的一种简便方法。
2H2O22H2O+O2↑
该装置的优点:
可以控制反应的开始与结束,可以随时添加液体
注意事项
(1):
导管只需略微伸入试管塞:
目的:
有利于气体的收集
(2):
为什麽用分液漏斗?
目的:
能控制液体流入的速率,也能防止生成的气体逸出到空气中.
(3):
分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下端应该伸入液面以下,
目的:
防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
(4):
气密性检查方法:
把止水夹关闭,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持续下降,就说明气密性良好。
(5):
装药品时,先装固体后装液体
(6):
MnO2的作用:
MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用,能加快过氧化氢分解的速率.
方法四:
氧气的工业制取
工业制取氧气是根据空气中(主要指氧气与氮气)个组成成分的沸点不同,采用分离液态空气的方法制取。
氮气的沸点比氧气略低,分离液态空气时,首先分离出来的是氮气,剩余的主要是氧气。
二:
氧气的收集法
1:
排水收集法 原因:
氧气不易溶于水。
2:
向上排气收集法 原理:
氧气的密度比空气大。
3:
氧气的检验(证明集气瓶中收集的气体是氧气):
用带火星的木条伸入集气瓶内,发现木条复燃,说明是氧气;
4:
氧气的验满(证明集气瓶中已经收集满氧气):
用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
三:
氧气的用途(性质决定用途,用途反映性质) 1:
供给呼吸 2:
支持燃烧
实验室制氢气
一、实验室制取原理:
活泼金属与弱氧化性酸的置换,常用锌跟盐酸或稀硫酸反应制氢气。
制取方程式:
Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑;Zn+2HClZnCl2+H2↑
还可以利用启普发生器制取氢气
启普发生器由三部分组成。
上面一部分是球形漏斗,
下面一部分是玻璃球和玻璃半球所组成的容器,第
三部分是带旋钮的导气管。
装料前,先检查各接
缝处的气密性。
方法是关住旋钮,由漏斗处注入水
后,在液面处划一记号,若数分钟内液面不下降,
说明气密性好;若下降,可涂凡士林密封。
之后在
球形漏斗颈适当位置用玻璃丝编绕数圈,以阻止锌粒下落。
将容器侧身由上口或侧口处加入用CuSO4液浸泡过的锌粒,再将漏斗插入,用玻璃棒将玻璃丝拨至容器细颈处后,将发生器放直,安上导气管,打开旋钮,由上口加入稀硫酸(V浓H2SO4∶VH2O=1∶4给启普发生器中加水至将金属锌全部淹没处,倒水后量水的体积,这就是稀硫酸的体积。
)至淹没锌粒处关上旋钮,固、液体分离,稀硫酸液面升至漏斗处。
打开旋钮,用排水法收集一试管H2,管口向下移近火焰,放开拇指,如有尖锐的爆鸣声,证明氢气不纯,要继续收集并检验,直至只发出轻微的“噗”声为止,此时H2已纯,可以使用。
注意事项:
1. 制取氢气选用的金属一般是锌和铁,凡是金属活动性在氢气前面的金属,都可用来制取氢气。
2. 制取氢气的酸溶液一般选用稀硫酸和稀盐酸。
浓硫酸和浓、稀硝酸因氧化性太强,与金属反应不会产生氢气。
3. 因氢气密度小于空气密度,所以本实验必须采用向下排空气法或排水取气法
4. 用排空气法收集气体时,玻璃导管必须伸到容器底部,否则不能将空气排尽,收集不到纯净的气体。
二、工业生产氢气
工业上生产纯氢及将含氢气体提纯的主要方法有以下几种:
①电解法:
将水电解得氢气和氧气。
氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、烧碱时也副产氢气。
电解法能得到纯氢,但耗电量很高,每生产氢气1m3,耗电量达21.6~25.2MJ。
②烃类裂解法:
此法得到的裂解气含大量氢气,其含量视原料性质及裂解条件的不同而异。
裂解气深冷分离得到纯度90%的氢气,可作为工业用氢,如作为石油化工中催化加氢的原料。
③烃类蒸汽转化法:
烃类在高温和催化剂存在下,可与水蒸气作用制成含氢的合成气。
为了从合成气中得到纯氢,可采用分子筛通过变压吸附除去其他气体;也可采用膜分离得到纯氢;用金属钯吸附氢气,可分离出氢气体积达金属的1000倍。
④炼厂气:
石油炼厂生产过程中产生的各种含氢气体,如催化裂化、催化重整、石油焦化等过程产生的含氢气体,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中 常见 气体 制备