常见气体的制取.ppt

第十二章第十二章化学实验基础化学实验基础第三节第三节常见气体的实验室制法常见气体的实验室制法一、气体制备装置设计一、气体制备装置设计装置的设计装置的设计:发生装置发生装置 净化（或干燥）装净化（或干燥）装置置 收集或量气（或性质实验收集或量气（或性质实验)装装置置 尾气处理尾气处理验满验满1 1、气体发生装置、气体发生装置基本类型基本类型:A A、固、固-固加热装置固加热装置C C、固（液）、固（液）-液加热装置液加热装置设计原则：设计原则：根据反应物的状态和反应条件根据反应物的状态和反应条件B B、固（液）、固（液）-液不加热装置液不加热装置注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：（1 1）试管口应略向下倾斜）试管口应略向下倾斜（2 2）试管夹夹在距试管口）试管夹夹在距试管口1/31/3处处（3 3）药品应平铺于试管底部）药品应平铺于试管底部（4 4）导管不宜伸入试管内过长，粉）导管不宜伸入试管内过长，粉末状固体，应在试管口堵一团棉花。末状固体，应在试管口堵一团棉花。（5 5）实验开始时先检验装置的）实验开始时先检验装置的 气密性气密性（6 6）加热时，先预热且外焰加热）加热时，先预热且外焰加热A A、固、固-固加热装置固加热装置该装置可用于制备该装置可用于制备O O2 2 和和 NHNH3 32KMnO4K2MnO4+O2+MnO22KClO32KCl+3O2MnO2B B、固（液）、固（液）-液不加热装置液不加热装置注意事项：注意事项：a.a.检验装置的气密性检验装置的气密性b.b.长颈漏斗插入液面以长颈漏斗插入液面以下下c.c.制制H H2 2S S时应在通风橱时应在通风橱中中,H,H2 2S S剧毒剧毒可用于制备可用于制备 H2、CO2、O2、H2S、SO2、NH3、NO2、NO和和C2H2Na2SO3+H2SO4(浓浓)=Na2SO4+SO2+H2O 启普发生器启普发生器注意事项：注意事项：启普发生器只适用于启普发生器只适用于块状固体块状固体与与液体液体在在反应反应速率适中且速率适中且不加热（不加热（也不能大量放热）也不能大量放热）条件条件下制取难溶于下制取难溶于反应混合物反应混合物的气体如的气体如COCO2 2、H H2 2S S、H H2 2启普发生器启普发生器A AB BC C注意事项注意事项（1 1）检验装置的气密性）检验装置的气密性（2 2）加热易暴沸的混合物时要加碎瓷片，防暴沸）加热易暴沸的混合物时要加碎瓷片，防暴沸（3 3）制乙烯时不必用分液漏斗，）制乙烯时不必用分液漏斗，但用温度计控制但用温度计控制反应温度反应温度C C、固（液）、固（液）-液反应物（加热）液反应物（加热）可用于制备可用于制备Cl2、HCl、C2H4170 C双通加热管双通加热管干燥管干燥管洗气瓶洗气瓶2 2、干燥及净化装置、干燥及净化装置 常见除杂试剂有：常见除杂试剂有：浓浓H2SO4:除去水蒸气除去水蒸气（也可除去也可除去SOSO2 2混有的混有的SOSO3 3 ）。强碱溶液：如强碱溶液：如NaOHNaOH溶液可吸收酸性的溶液可吸收酸性的气体。气体。饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收并转化，如：收并转化，如：COCO2 2（HClHCl、SOSO2 2）-饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液溶液 SOSO2 2（HClHCl、SOSO3 3）-饱和饱和NaHSONaHSO3 3溶液溶液酸性酸性KMnO4KMnO4溶液：利用它的强氧化性，溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，可以除去具有还原性的气体，如如除去混在除去混在COCO2 2气体中的气体中的SOSO2 2、H H2 2S S等等。溴溴水：除去水：除去CHCH4 4气体中混有的气体中混有的C C2 2H H4 4、C C2 2H H2 2。CuSOCuSO4 4溶液：溶液：除去混在除去混在C C2 2H H4 4气体中的气体中的H H2 2S S气体气体。CClCCl4 4或苯等有机溶剂：或苯等有机溶剂：利用溶解性的不同来除杂，如利用溶解性的不同来除杂，如HBrHBr中中混有的混有的BrBr2 2、苯蒸气杂质气体。、苯蒸气杂质气体。酸性干燥剂酸性干燥剂:如浓硫酸、五氧化二磷。如浓硫酸、五氧化二磷。碱性干燥剂碱性干燥剂:如生石灰、碱石灰、固如生石灰、碱石灰、固体体NaOHNaOH。中性干燥剂中性干燥剂:如无水氯化钙，可干燥如无水氯化钙，可干燥中性、酸性、碱性气体。中性、酸性、碱性气体。常见干燥剂常见干燥剂酸性气体：酸性气体：CO2、Cl2、HClSO2、H2S、NO2碱性气体：碱性气体：NH3中性气体：中性气体：N2、H2、O2、CH4注意：注意：不能用不能用CaCl2来干燥来干燥NH3 不能用不能用浓浓H2SO4干燥干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。等。3 3、收集装置、收集装置 排空气法排空气法CO2、Cl2、HClH2、NH3排水法排水法(或排饱和溶液法或排饱和溶液法)Cl2:排饱和食盐水排饱和食盐水CO2:排饱和排饱和NaHCO3溶液溶液SO2:排饱和排饱和NaHSO3溶液溶液H2、O2、NO、C2H2、N2、CO4 4、气体验满、气体验满5 5、量气装置、量气装置注意：注意：气体气体恢复室温后再恢复室温后再读数读数读数时保证读数时保证内外液面相平内外液面相平6 6、尾气处理装置、尾气处理装置 （2 2）水溶解法）水溶解法 如如HClHCl、NHNH3 3等。等。（1 1）直接排放）直接排放 O2、N2、CO2（3 3）碱液吸收法）碱液吸收法 如如ClCl2 2、H H2 2S S、COCO2 2、SOSO2 2、NONO2 2、NONO（O O2 2）等。）等。（4 4）可燃性气体用燃烧法）可燃性气体用燃烧法 如如CHCH4、C C2H H4、C C2H H2、H H2、COCO等。等。（5 5）袋装法）袋装法 防倒吸防倒吸 a a 洗气瓶的进气管应洗气瓶的进气管应“长进短出长进短出”；b b 干燥管应大口方向进气，小口出气干燥管应大口方向进气，小口出气 ；水水水水 c c 量气装置的导管应量气装置的导管应“短进长出短进长出”；d d 有有易易挥挥发发液液体体反反应应或或生生成成时时，要要设设计计冷冷凝回流装置。凝回流装置。气气气气装置连接的原则装置连接的原则7 7、连接及拆卸问题、连接及拆卸问题 装配仪器时：从下向上；从左往右装配仪器时：从下向上；从左往右 仪器拆卸的一般过程：仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。先拆主体，后拆部件。1利用下列各利用下列各组组中的物中的物质质作用制作用制备备和收集和收集相相应应气体，能采用右气体，能采用右图实验图实验装置的是（装置的是（）浓浓氨水与固体氨水与固体NaOH电电石与水反石与水反应应过过氧化氧化氢氢溶液与二氧化溶液与二氧化锰锰稀硝酸与稀硝酸与铜铜片片镁镁条与稀硫酸条与稀硫酸A仅仅B仅仅C仅仅D全部全部B练习：练习：abc2、用右用右图图装置制取、提装置制取、提纯纯并收集表中的四种气体并收集表中的四种气体（a、b、c表示相表示相应仪应仪器中加入的器中加入的试剂试剂），其中），其中可行的是可行的是()气体气体a ab bc cA ANONO2 2浓浓硝酸硝酸 铜铜片片NaOHNaOH溶液溶液B BSOSO2 2浓浓硫酸硫酸 CuCu酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液溶液C CNHNH3 3浓浓氨水氨水 生石灰生石灰碱石灰碱石灰D DCOCO2 2稀稀盐盐酸酸 CaCOCaCO3 3浓浓硫酸硫酸D3、已知已知KMnO4与与浓浓HCl在常温下反在常温下反应应能能产产生生Cl2。若用若用图图所示的所示的实验实验装置来制装置来制备纯净备纯净、干燥的干燥的氯氯气，并气，并试验试验它与金属的反它与金属的反应应。每个。每个虚虚线线框表示一个框表示一个单单元装置，其中有元装置，其中有错误错误的是的是（不考（不考虑虑单单元装置）元装置）()A只有只有处处B只有只有处处C只有只有和和处处D、处处D4、如、如图图，向装置中，向装置中缓缓慢地通入气体慢地通入气体X，若关若关闭闭活塞，活塞，则则品品红红溶液无溶液无变变化而澄清石灰水化而澄清石灰水变浑浊变浑浊;若打开活塞，若打开活塞，则则品品红红溶液褪色。溶液褪色。据此判断气体据此判断气体X和洗气瓶内溶液和洗气瓶内溶液Y分分别别可能是可能是()ABCDXSO2H2SCO2Cl2Y饱饱和和NaHCO3浓浓硫酸硫酸Na2SO3溶溶液液Na2CO3溶溶液液AD5、下图所示为制取氯气的实验装置：、下图所示为制取氯气的实验装置：烧瓶中盛放的固体是烧瓶中盛放的固体是MnO2和和NaCl。（1）盛放药品前，怎样检验此装置的气密性）盛放药品前，怎样检验此装置的气密性。（2）分液漏斗中盛放的液体是）分液漏斗中盛放的液体是，打开活塞，打开活塞K，将分液漏斗中的液体加入烧瓶中，关闭分液漏斗的活将分液漏斗中的液体加入烧瓶中，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯，烧瓶中发生反应的化学方程式为塞，点燃酒精灯，烧瓶中发生反应的化学方程式为。（4）B中盛放的液体是中盛放的液体是；收集氯气完毕，所进行；收集氯气完毕，所进行的操作为的操作为。B装置的作用是装置的作用是_。（5）欲收集到干燥的纯净的氯气应对此装置进行一）欲收集到干燥的纯净的氯气应对此装置进行一些改进。试画出改进的装置图，并标出装置中所盛放些改进。试画出改进的装置图，并标出装置中所盛放的药品：的药品：。（3）D中盛入的液体是中盛入的液体是，其作用为，其作用为。答案：（答案：（1）将）将D装置中导管出口浸没在水面下，装置中导管出口浸没在水面下，关闭分液漏斗活塞，打开关闭分液漏斗活塞，打开K，加热，加热A装置，装置，D装置中有装置中有气泡冒出，关闭气泡冒出，关闭K，长颈漏斗中液面上升（，长颈漏斗中液面上升（B瓶中液瓶中液面下降），说明装置不漏气。面下降），说明装置不漏气。（2）浓硫酸）浓硫酸NaCl+H2SO4（浓）（浓）=NaHSO4+HCl()MnO2+4HCl（浓）（浓）=MnCl2+Cl2+2H2O()（3）氢氧化钠溶液；吸收多余的氯气）氢氧化钠溶液；吸收多余的氯气（4）饱和食盐水；关闭活塞）饱和食盐水；关闭活塞K，撤去酒精灯，贮存多，撤去酒精灯，贮存多余的氯气，防止氯气污染环境。余的氯气，防止氯气污染环境。（5）应在）应在B、C装置装置之间连接如右图装置之间连接如右图装置