常见气体的制备

 

复习要求：

1、  掌握常见气体的制备的反应原理、除杂、收集、验纯、检验、尾气处理等

2、  掌握仪器气密性的检验

3、  如何防止倒吸

复习要点：

一、常见气体的常规制法：

 

 

二、气体发生装置的三种类型

 

 

三、气体的收集方法和装置

 

1、收集方法：

   A、排水集气法

   凡难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体都可用排水法收集，如图甲。

   B、排空气法

   一种是向上排空气法，凡是气体的相对分子质量大于空气的平均相对分子质量的可用此法，如图乙；若气体的相对分子质量小于空气的平均相对分子质量，则用向下排空气法，如图丙。

2、收集装置

(1)    图甲可收集O₂、H₂、N₂、Cl₂(饱和NaCl溶液)、NO、CO₂(饱和NaHCO₃溶液)、CO等。

(2)    图乙可收集Cl₂ 、NO₂、CO₂、SO₂等。

(3)    图丙可收集H₂、NH₃、CH₄等。

(4)    图丁从A进气相当于图乙，从B进气相当于图丙。

四、气体的干燥净化装置

1、气体干燥净化装置

2、尾气处理装置

    尾气处理与净化、干燥的原理和装置是一样的。

(1) 图甲装置中若装NaOH可吸收Cl₂、SO₂、NO₂、CO₂等酸性气体。若装Na₂SO₃可吸收Cl₂、SO₂、NO₂等。

(2) 图乙和图丙装置中若装碱石灰可吸收Cl₂、SO₂、NO₂、CO₂等酸性气体，同时他们还是一个双吸收装置，应用于制取易潮解的物质，如，制无水AlCl₃时，正好可吸收多余的Cl₂，反应结束后冷却过程中又可吸收回流的空气以防止潮解。

(3) 尾气处理还可以用下列装置：

 

                           甲        乙         丙

A.        甲装置吸收极易溶于水的气体如HCl、NH₃等。

B.        乙装置吸收溶解度较小的气体如Cl₂等。

C.        丙装置除去可燃的有毒气体如CO等。

D.       无需要吸收直接排放的气体有O₂、N₂、H₂、CO₂、C_XH_Y，其中H₂和C_XH_Y必须排放到室外。

五、防倒吸完全装置

 

 

六、气体制备实验的基本过程

1、气体制备实验一般分为以下六个环节

   制气 → 安全装置 → 除杂 → 干燥 → 反应 → 尾气处理

2、气体制备实验操作的一般步骤：

(1)    组装(从上到下、从左到右)

(2)    检验气密性

(3)    加入药品

(4)    排尽装置内的空气

(5)    验纯

(6)    性质实验或反应

(7)    拆除装置

 

七、常见气体的检验

 

几种气体制备的反应原理

1、O₂              2KClO₃ 2KCl+3O₂↑

                         2KMnO₄ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

                         2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑

2、NH₃           2NH₄Cl+Ca(OH)₂ CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

                          NH₃·H₂O NH₃↑+H₂O

3、CH₄            CH₃COONa+NaOH Na₂CO₃+CH₄↑

4、H₂               Zn+H₂SO₄(稀)=ZnSO₄+H₂↑

5、CO₂            CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O

6、SO₂              Na₂SO₄+H₂SO₄(浓)=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O

7、NO₂            Cu+4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O

8、NO              3Cu+8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

9、C₂H₂          CaC₂+2H₂O→Ca(OH)₂+CH≡CH↑

10、Cl₂               MnO₂+4HCl(浓) MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

11、C₂H₄        C₂H₅OH CH₂=CH₂↑+H₂O

12、N₂             NaNO₂+NH₄Cl NaCl+N₂↑+2H₂O

 

二氧化硫与硫化氢气体的反应装置

 

 

 

 

 

 

 

1,2 - 二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度2.18 g·cm^-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂.在实验室中可以用下图所示装置制备1,2- 二溴乙烷.其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水) 

 

(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞．请
写出发生堵塞时瓶b中的现象._________________________________.

(3)容器c中NaOH溶液的作用是:__________________________________.

(4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多.如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因.

                                                     

分析与解答：

本题是是一道综合性的的实验简答题，意在考查学生的观察能力、实验能力和思维能力。解题时依据试题信息，细心观察实验装置图，善于联系已经掌握的基础知识，进行知识的迁移，发散思维，用准确的化学语言来解答实际问题。

本题的正确答案及评分标准为：

(1)

         CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br (每式1分,共2分)

(2)b中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出.  (2分)

(3)除去乙烯中带出的酸性气体.或答除去CO₂、SO₂. (2分)

(4)原因:

①乙烯发生(或通过液溴)速度过快

②实验过程中,乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃(答"控温不当"亦可)

(两点各2分,共4分.答其它原因不给分也不扣分)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

几种简易气体发生装置

 

 

 

 

溶解热效应实验装置 、证明、测定空气中的氧气参与氧化还原反应实验