初中化学常见实验装置.doc

初中化学实验中常见气体制备装置归纳
一．气体发生装置：根据反应物状态及反应条件选择发生装置

长颈漏斗的下端管口要插入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗中逸出。

二、气体收集装置：根据气体的密度和溶解性选择

三、气密性的检查
1．受热法：如图1所示装置，要检查装置是否漏气，应先把导气管的一端浸入烧杯或水槽的水中，用手紧握试管或用手掌紧贴烧瓶的外壁。如果装置不漏气，试管或烧瓶里的空气受热膨胀，导管口就有气泡冒出。然后把手移开，过一会儿，待试管或烧瓶冷却后，水就从烧杯或水槽中升到导气管里，形成一段水柱，则表明装置不漏气。

图2
方法：关闭分液漏斗活塞，将将导气管插入烧杯中水中，用酒精灯微热园底烧瓶，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。
2．压水法：如启普发生器气密性检查

图A 图B 图C

方法：如图所示。关闭导气管活塞，从球形漏斗上口注入水，待球形漏斗下口完全浸没于水中后，继续加入适量水到球形漏斗球体高度约1/2处，做好水位记号 静置几分钟，水位下降的说明漏气，不下降的说明不漏气。

图3装置的气密性检查与启普发生器的气密性检查类似。首先，夹紧弹簧夹，向长颈漏斗中加入一定量的水，到高度长颈漏斗球体约1/2处一会儿，长颈漏斗中液面不下降，表明装置不漏气。
3．推拉注射器活塞的方法：检查图4、图5中装置的气密性。向长颈漏斗中加入一定量的水，浸没长颈漏斗下端管口，当缓慢拉活塞时，如果装置气密性良好，可观察到长颈漏斗下端口产生气泡。当缓慢推活塞时，如果装置气密性良好，可观察到长颈漏斗内有液面上升，形成一段水柱。

四、常见气体的制备
1．氧气的实验室制法
⑴药品及反应原理

实验室里常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法来制取氧气。
2H2O2 2H2O+O2↑（固液不加热型）
2KClO3 2KCl+3O2↑（固固加热型）

2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑（固固加热型）
排水法：氧气不易溶于水
⑵收集方法
向上排空气法：氧气密度比空气大：
⑶操作注意事项
①试管口要略向下倾斜,防止因加热时药品里的水分变成水蒸气到管口处冷凝成水滴而
倒流,致使试管破裂。
②试管内的导管不宜过长，只需稍伸出管塞口或与管塞口相平，以免气体难于导出。
③铁夹应夹在离试管口1/3处（试管中上部）加热,离试管口太近,试管易滑落摔破。
④药品要平铺在试管底部，不要让它堆积在底部。
⑤用高锰酸钾制氧气，试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
⑥加热时,先要把试管预热，然后集中在试管有药品的部分加热，并缓慢地向底部方向移
动,使药品有控制地逐渐分解,氧气平稳地放出,便于收集。
⑦开始加热时导气管口排出的是空气，当气泡连续地并比较均匀地放出时，导出的才是
氧气，这时才能收集气体。
⑧用向上排空气法收集氧气，导气管应伸到接近集气瓶底部,以免收集到的气体不纯。
⑨用排水法收集氧气，导气管不要插入集气瓶底部，只要插入集气瓶口，一是便于操作，二是便于观察气流速度而利于调控；停止加热时，应先把导管从水里拿出来，然后移去酒精灯，如果先移去酒精灯，试管内温度降低，气压减小。水就沿导管被吸到热的试管里，致使试管破裂。
氧气的检验：用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明该气体是氧气。
氧气的验满：用带火星的木条伸入集气瓶口，木条复燃，证明瓶里已充满了氧气。
2．氢气的实验室制法：
⑴ 药品： 在实验室里常用锌和稀硫酸反应来制取氢气
⑵反应原理：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
发生装置：固液不加热装置
⑶实验装置 排水法——因氢气难溶于水
收集方法
向下排空气法——因氢气的密度比空气小
充满氢气的集气瓶用玻璃片盖好，瓶口向下放置

混有空气或氧气的氢气点燃可能会发生爆炸。
使用氢气时，要注意安全，点燃前一定要检验氢气的纯度。

4.检验氢气纯度的力法是：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精
灯火焰，移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，就说明氢气不纯；如果声音很小，就说明氢气较纯。

3．二氧化碳的实验室制法
⑴原料： 稀盐酸 和 大理石（或石灰石）
⑵原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
发生装置：固液不加热型
⑶实验装置
收集方法：向上排空气法：因二氧化碳能溶于水，密度比空气的大。
二氧化碳的检验：把气体通人澄清的石灰水里，石灰水变浑浊，证明生成的气体是二 氧化碳。
二氧化碳的验满：用燃着的木条放在集气瓶口实验，如果火焰熄灭，证明瓶里已充满了二氧化碳。
⑷实验操作注意事项
①长颈漏斗的下端管口要伸到液面以下，防止产生的气体从长颈漏斗中逸出。
②出气导管伸入瓶内不要过长，以免气体难于导出。
长颈漏斗的作用：添加酸液，调节容器内的压强。
指形小试管的作用：起液封作用，防止CO2从长颈漏斗中逸出。
问答：
实验室制取CO2气体时，为什么选用快状大理石（或石灰石）和稀盐酸作原料？能不能选用其他含有碳酸根的物质（碳酸盐）和其他酸作原料？
答：原因是：
①大理石、石灰石在自然界广泛存在，取之容易，且价格便宜，较为经济；
②二者反应产生CO2气体的速率适中，气流比较平稳，便于操作和收集；
③稀盐酸不易挥发，故制得的CO2气体比较纯净；
④ 反应生成的CaCl2易溶于水，不会影响CO2气体的继续生成，从而保证反应趋于完成。
以上四点，是制取气体选取原料的基本原则。
若用MgCO3（不溶性碳酸盐），因其来源少，价格贵，违背原则 ①，故不选用。
若用Na2CO3（可溶性碳酸盐），因其与稀盐酸反应的速率很快，难于控制和操作，违背原则 ②，故不选用。
若用稀硫酸代替稀盐酸，发生如下反应：
CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 +H2O +CO2↑反应中生成的微溶物CaSO4 将包裹在CaCO3表面，使酸液与CaCO3隔离，阻碍反应的继续进行。违背原则 ④， 故不选用。
若选用浓盐酸代替稀盐酸；因稀盐酸有较强的挥发性，反应过程中挥发出来的HCl会混入CO2气体中，从而造成产物不纯，违背原则③，故不选用
五、气体的干燥、净化和尾气吸收
1．气体的干燥
气体的干燥是通过干燥剂来实现的。选择干燥剂的依据是，气体的性质，不能让干燥剂与被干燥的气体发生反应。（酸性干燥剂不能干燥碱性气体，碱性干燥剂不能干燥酸性气体。）
气体干燥装置的选择是由干燥剂的状态决定的。图表如下：

干 燥 剂
可干燥的气体
干燥装置
碱性
生石灰、碱石灰、固体NaOH
O2、H2、CO、CH4、NH3、N2等
A或B

酸性
浓H2SO4
O2、H2、CO、CH4、CO2、HCl、Cl2等
C

中性
无水CaCl2
除NH3以外的气体
A或B
2．气体的净化（除杂）
除杂的原则：不减少被净化气体的量，不引进新的杂质。
净化的方法：
① 性气体杂质用碱性试剂吸收，碱性气体杂质用酸性试剂吸收。
② ②除杂时先除酸性杂质，最后除水蒸气；用加热法除杂质时，水应在加热前除去。
③除杂时注意反应进行的程度，即除杂要彻底，如除CO2气体时应用NaOH溶液而不用澄清的石灰水。因为Ca(OH)2是微溶物质，澄清的石灰水Ca(OH)2浓度太小，吸收不完全。
④气体干燥时进入装置的方法是：干燥管是“大进小出”，洗气瓶是“长进短出”。
综合实验设计
1．装置连接的一般规律：气体的发生装置 → 气体除杂装置→气体干燥装置→主体实验 →尾气处理
①若采用洗气装置除杂,一般洗气在前,干燥在后;若采用加热装置除杂,一般干燥在前,除杂在后。
②除杂时，先除酸性杂质，最后除水蒸气，检验气体刚刚相反。
③尾气处理：有毒气体可利用溶液吸收（如SO2、Cl2可用NaOH溶液吸收）；点燃或袋装（如CO），无毒的气体可直接排放。

④检验H2和 CO时,要检验其反应产物,先证明水,后证明CO2,除去CO2和H2O 时,先除CO2后除水。

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