高中常见气体制备
高中18种常见气体制备原理(只有方程式)

高中18种常见气体制备原理(只有方程式) 高中常见18种气体的制备方法一、氢气实验室制法:锌和稀硫酸反应,生成锌硫酸和氢气。
工业制法:碳和水蒸气反应,生成一氧化碳和氢气,或者一氧化碳和水蒸气反应,生成二氧化碳和氢气。
二、一氧化碳实验室制法:甲酸和浓硫酸反应,生成一氧化碳和水。
工业制法:碳和水蒸气反应,生成一氧化碳。
三、二氧化碳实验室制法:碳酸钙和稀盐酸反应,生成氯化钙、二氧化碳和水。
工业制法:碳酸钙分解,生成氧化钙和二氧化碳。
四、甲烷实验室制法:乙酸钠和氢氧化钠反应,生成碳酸钠和甲烷。
五、乙烯实验室制法:乙醇和浓硫酸反应,生成乙烯和水。
工业制法:石油裂解或烷基化反应,生成乙烯。
六、乙炔实验室制法:电石和水反应,生成氢氧化钙和乙炔。
七、氮气实验室制法:亚硝酸钠和氯化铵反应,生成氮气、氯化钠和水,或者氧化铜和氨水反应,生成铜和氮气。
工业制法:液化空气再蒸馏,先蒸出氮气。
八、氨气实验室制法:氢氧化钙和氯化铵反应,生成氯化钙、氨气和水,高温高压。
工业制法:氮气和氢气催化反应,生成氨气。
九、一氧化氮实验室制法:铜和稀硝酸反应,生成硝酸铜和一氧化氮。
工业制法:氨气和氧气反应,生成一氧化氮和水,催化剂存在。
十、二氧化氮实验室制法:铜和浓硝酸反应,生成硝酸铜、二氧化氮和水。
工业制法:一氧化氮和氧气反应,生成二氧化氮。
十一、氧气实验室制法:高锰酸钾分解,生成高锰酸钾、氧气和二氧化锰,或者二氧化锰和氯酸钾反应,生成氯化钾、氧气和水。
工业制法:液化空气再蒸馏,蒸出氧气。
十二、SO2的制法在实验室中,可以通过将Na2SO3和浓度不低于70%的H2SO4反应来制得SO2,反应产物为Na2SO4、SO2和H2O。
而在工业上,可以将4FeS2和11O2反应,得到2Fe2O3和8SO2.另外,还有一种点燃硫和氧气反应的方法,可以得到SO2.十三、H2S的制法在实验室中,可以通过将FeS和稀盐酸反应来制得H2S,反应产物为FeCl2和H2S。
高中化学实验室气体制备总结

高中化学实验室气体制备总结引言气体制备是高中化学实验室中常见的实验操作之一。
通过控制反应条件,可以从化学反应中制备出各种气体。
本文将总结高中化学实验室中常用的气体制备方法及其原理,以供参考。
一、氧气制备氧气是一种无色、无味和可燃的气体,广泛应用于燃烧、氧化等化学反应中。
在高中化学实验室中,常用的氧气制备方法是通过高锰酸钾的分解来制取。
实验步骤如下:1.取适量高锰酸钾固体放入蒸馏烧瓶中;2.加入适量稀硫酸,使高锰酸钾充分溶解;3.使用导管将烧瓶与气体收集瓶连接,将气体收集瓶内的水排空;4.缓慢加热烧瓶,观察气体收集瓶中气体的变化。
原理解释:高锰酸钾的分解反应式为:2KMnO4(s) → K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)通过加热高锰酸钾和稀硫酸混合物,高锰酸钾分解产生氧气,并通过导管收集。
二、二氧化碳制备二氧化碳是一种无色、无味的气体,在高中化学实验室中常用于酸碱中和实验和植物光合作用研究中。
常见的二氧化碳制备方法有酸与碳酸盐反应法和酵母发酵法。
1. 酸与碳酸盐反应法实验步骤如下:1.取适量碳酸盐固体(如碳酸氢钠)放入烧杯中;2.缓慢滴加酸(如稀盐酸)至碳酸盐完全反应;3.使用盖有橡皮塞的试管收集气体。
原理解释:碳酸盐与酸反应产生二氧化碳的反应式如下:NaHCO3(s) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)通过滴加酸与碳酸盐反应,产生二氧化碳气体,并用试管收集。
2. 酵母发酵法实验步骤如下:1.取适量酵母放入锥形瓶中;2.加入适量葡萄糖溶液,与酵母充分混合;3.盖上透明的气球或用试管堵住瓶口;4.静置一段时间后观察气球的膨胀情况。
原理解释:酵母通过发酵作用将葡萄糖分解生成酒精和二氧化碳。
二氧化碳气体通过瓶口进入气球内,使气球膨胀。
三、氯气制备氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体,广泛应用于消毒、漂白和制取其他化学品中。
在高中化学实验室中,氯气可以通过盐酸与漂白粉的反应制备。
常见气体制备高中化学教案

常见气体制备高中化学教案
主题:常见气体制备
目标:学生能够描述和解释常见气体的制备方法,并能够进行相关实验操作。
一、引入(5分钟)
让学生回顾常见气体的命名和性质,例如氧气、二氧化碳、氢气等,并引入本节课的主题:常见气体的制备。
二、氧气的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解氧气的制备方法:通过加热过氧化氢、分解过氧化氢或用氯酸钾和二氧化锰反应制
备氧气。
2. 进行实验操作:实验室里进行过氧化氢的分解反应制备氧气。
三、二氧化碳的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解二氧化碳的制备方法:通过酸和碳酸盐反应、通过酵母植物或动物呼吸产生等制备
方法。
2. 进行实验操作:用酢酸和碳酸钠反应制备二氧化碳,并观察实验现象。
四、氢气的制备和实验操作(15分钟)
1. 讲解氢气的制备方法:通过金属和酸反应、通过水电解等制备氢气的方法。
2. 进行实验操作:用锌和硫酸反应制备氢气,并观察实验现象。
五、总结和作业(5分钟)
总结本节课学习到的常见气体的制备方法,并布置相关作业,例如完成相关练习题或写一
份实验报告。
六、拓展学习(10分钟)
介绍其他常见气体的制备方法,例如氯气、氨气等,并鼓励学生进行相关实验操作或研究。
注:本教案可根据具体情况进行调整和补充。
(完整版)高中化学气体制备大全

制备方法 适川q 休注克事项 氯气"二氧比 苗诫化:勺耳快状不 君于水 的同体灌t ■水固体( 休H 液件卜4•腹 不加热休4固1.只有液怵时用怫右*2必耍时可用三通玻璃晋将 蒸t»ife 版立管与芬MM4 I. 门柯通’以防止藝18烧粧内气 休压力衣大.軌叱9L 二 X 化吧・証 氯化氢% 1试营口醴向卜倾斜.且免 管口障凝水倒流到灼烧处而 览试骨洋舉.2•检音饋胃'的寬带啊「1. 在用简易裝置时.如用世颈 蹈斗•溺斗颈叫卜礙应伸入液 血以F,仰则起不到液:封的门 1也2. 溶于水的同体或液休与液 休的渥舍物反应制备气林不 能川川杵岌为器气体制备k 常见气悴的制脱歩骤(1) 气体制取装氈 气体发生装置待化装迓-千燥装3L 或收集裝置・戰收裝置(2)气体性质验诽裳置=气牡发生粘笳净化赞琵《干燥漿置)电筋验证帰跟吸收爺艸2、气坏发生装置⑴化学实鲨中需用少量完怵时・IHglEK 料刑反应聲件在实验宅中进行制牆.常用的制备7气佈制备反应龈理待竹出Zn+HjSO^ZnSO.+Hj?可燃性、还原性62KM H .<)4(S } ■^K^MnOf+MulJr+O^2出0:OgT孰化性、供呼吸NIliCK «)+NnN (h (和亠 NaCHN/T+dH* )「 廳涪稳定載不活泼 CbMiiD ?[sl-+4HCI(fc)—NnC'lj+CbT^lbO2KMnO| + lfiHClCift)=2KCK2Mna 1+M :ht+SHpH T»数绿色、紋化性、«HC1 2NaCi+H :SO4^< )^N3;SO^+2HClt或在浓蛊檢屮滴入故城战ffiti,剌at 性FeSt s}+2 HCI =KT >5 T+FeCI ;M 瀋宾鸡蛊昧、还廉性、剧 $NHn 爪11£】⑶+CaQHh ⑸丄UCL+2NH J>2HQ 或杵碱仆如屮満入战妊水埼液化、斶櫃竹,糊激 性CHu 1CH rtH JNa( N^CO^Cl l^Ti 朋1浓 HjtSdCllsCli 【]加£ C 3llj4>H<»难洛略有ST 香气味CJL CaC 业 n-2 H r(>-?C 3H 3t+Caf ()H ;)CO 菽 MtSg土HCOOEI —J ~~* ILO^COl曙溶 剧駄可燃、赴標 co> CaCTj^X-H CI =CaC'l ,+Ct^jT+H.Q 可落疆幡忡.金交持壓烧SOj hh£O 计]轻5(诜=K 也SdMgTdlM CD+2HaSO4( ^-CuS04*SO± t+21W M 溶®fitL 有區 miN»3Q J +8HNO 3(稀 1 丄3Cu( NO ? ”+>&肓44£〔】剧抵.輸被無化,〉常见5体的制儆卡|质、卡谜•验室制备的气体常常幣有恢券和水汽.仃时需要祎化和I•燥.酸雾“川水或物质的水溶液除去・k ;:・计I质选用浓硫酸.无水氯化纵碱石灰等吸收水汽。
高中常见气体的制备

高中常见气体的制备在高中化学的世界里,气体制备可谓是一门奇妙的艺术。
哎,谁不想在实验室里挥舞着试管,感受那种“科学家”的气息呢?咱们今天就聊聊几种常见的气体怎么做,顺便也来点儿轻松幽默的调侃,保证让你笑着学,乐着记。
咱们来说说氢气。
这个小家伙可神奇了,轻飘飘的,感觉随时能飞起来似的。
想要制备氢气,最简单的方法就是用锌和盐酸来搞定。
把锌片放进盐酸里,哎呀,那个反应可热闹了,咕噜咕噜的冒出小泡泡,简直像是在开派对。
想象一下,氢气的性格就像个小男孩,爱玩、爱闹,最后它会随着气泡飘上天,真是让人羡慕啊!小心点,氢气可是个易燃的家伙,别让它给你来个意外的惊喜哦。
然后,咱们再来聊聊氧气。
哦,氧气可是生命之源呀!没有它,咱们可就活不下去了。
制备氧气的方法也简单,常用的是分解过氧化氢。
把过氧化氢倒进烧杯里,加入点儿二氧化锰,哗啦啦,反应开始了,氧气一股脑儿冒出来,感觉就像一场盛大的烟火秀。
气泡越来越多,空气中都能闻到清新的味道,真让人心旷神怡。
嘿,你知道吗,氧气的性格就像个温柔的妈妈,默默地支持着我们,让我们能尽情呼吸,活得滋润。
再来看看二氧化碳。
这小子就爱搞事情,特别是在喝饮料的时候。
想要制备二氧化碳,一般用酸和碳酸钙反应。
你把醋倒在碳酸钙上,那个反应简直就像火山爆发一样,气泡直冒。
看到那些气泡在冒,仿佛在说:“快来,喝我!我能让你爽!”而二氧化碳可真是个调皮鬼,能让饮料起泡,带来爽口的体验。
哎,说到这里,谁不爱喝一口冰凉的饮料呢?还有一位常客,氨气。
氨气的气味可真不是好惹的,呛鼻得很。
想要制备氨气,咱们可以用氨水和石灰反应。
把氨水加到石灰里,哇,氨气就开始冒出来了,气味扑鼻而来,简直像是个小恶作剧,告诉你:我来了!氨气在化学中可是个多才多艺的角色,能用于肥料的制造,对农业有着不小的贡献。
再说说一氧化碳,这家伙可是个隐形的杀手。
它的制备方法有很多,但通常通过燃烧不完全的碳源来产生。
比如,点燃木炭,然后不让氧气完全进入,嘿,一氧化碳就悄然无声地出来了。
高中化学常见气体的实验室制备

一:氯气1.实验室方法:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O(反应条件加热)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法净化方法:用饱和的食盐水除去HCl,再用浓H2SO4除去水蒸气。
2.工业制法:原理:电解食盐水2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑(反应条件是通电)二:二氧化碳1.实验室方法:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O收集方法:向上排空气法净化方法:用饱和的NaHCO3除去HCl2.工业制法:CaCO3=====CaO+CO2↑(条件为高温)三:氧气实验室方法:KMnO4受热分解:2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑(条件:加热)KClO3和MnO2混合共热:KClO3=2KCl+3O2↑(条件:在MnO2下加热)工业制法:空气液化分离四:氨气实验室方法:Ca(OH)2+2NH4Cl=====2NH3↑+CaCl2+2H2O收集方法:向下排空气法、且容器口塞一团沾有稀H2SO4的棉花团,以防止所收集的气体与空气对流,也可吸收多余的NH3净化方法:用碱石灰吸收NH3中混有的水分工业制法:N2+3H2=====2NH3(条件:高温、高压、催化剂且此反应为可逆反应(上面的必需全部把握且对方程式一定要准确地记住,下面的只需知道)五:氮气实验室方法:NaNO2+NH4Cl==N2↑+2H2O +NaCl工业方法:液态空气分馏法六:二氧化氮实验室方法:Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2H2O↑(条件加热)工业方法:4NH3+ 5O2= 4NO + 6H2O(条件Pt/加热)2NO + O2= 2NO2七:一氧化碳实验室方法:HCOOH===H2O+CO↑(条件加热)工业方法:C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)八:二氧化硫实验室方法:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑九:氢气实验室制法:H2SO4+Zn=====ZnSO4+H2↑2HCl+Zn=====ZnCl2+H2↑收集方法:向下排空气法工业制法:水煤气法 C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)有机中常见气体的制取方法一:乙炔实验室方法:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑收集方法:排水集气法或向下排空气法净化方法:因电石(CaC2)中含有CaS,与水反应会生成H2S,可用硫酸铜溶液或NaOH溶液将其除去。
高中化学常见气体的制取装置图和方程式

常见气体的制取和检验 ﻫ⑴氧气1、制取原理:含氧化合物自身分解 ﻫ制取方程式: MnO 2O 2+2H 2O 22H 2O2N a2O 2+2H 2O===4NaO H+O 2↑2KClO 3MnO 22KCl +3O 22KMnO 4MnO 2K 2MnO 4+O 2+装置:略微向下倾斜的大试管,加热干燥:浓硫酸、硅胶、无水氯化钙、P 2O 5、碱石灰 检验:带火星木条,复燃 收集:排水法或向上排气法⑵氢气ﻫ制取原理:活泼金属与弱氧化性酸的置换 ﻫ制取方程式:Zn+H ₂SO ₄ ==== ZnSO ₄+H ₂↑ 装置:启普发生器干燥:浓硫酸、硅胶、无水氯化钙、P 2O 5、碱石灰 检验:点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠 收集:排水法或向下排气法 ﻫ ⑶氯气制取原理:强氧化剂氧化含氧化合物 制取方程式:M nO ₂+4HCl(浓) ====Mn Cl₂+Cl ₂↑+2H ₂O装置:分液漏斗,圆底烧瓶,加热检验:能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝; ﻫ除杂:先通入饱和食盐水(除HC l),再通入浓H ₂SO ₄ (除水蒸气) ﻫ收集:排饱和食盐水法或向上排气法尾气回收:Cl ₂+2NaOH ==== NaCl+NaClO +H₂O ﻫ ⑷硫化氢制取原理:强酸与强碱的复分解反应制取方程式:FeS +H 2SO 4====FeSO 4+H ₂S ↑ ﻫ装置:启普发生器检验:能使湿润的醋酸铅试纸变黑 ﻫ除杂:先通入饱和NaH S溶液(除H Cl),再通入固体CaC l₂ (或P₂O5)(除水蒸气) ﻫ收集:向上排气法 ﻫ尾气回收:H ₂S+2NaOH ==== Na ₂S+H ₂O⑸二氧化硫ﻫ制取原理:稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解 ﻫ制取方程式: N a₂SO ₃+H ₂SO ₄==== Na ₂SO ₄+SO ₂↑+H₂O 装置:分液漏斗,圆底烧瓶 ﻫ检验:先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色; ﻫ除杂:通入浓H₂S O₄ (除水蒸气) 无水氯化钙、P 2O5ﻫ收集:向上排气法 ﻫ尾气回收:S O₂+2NaOH ==== Na ₂SO ₃+H₂O 【防倒吸】⑹二氧化碳+16HCl(浓)2KCl +2MnCl 25Cl 28H 2O ++2KMnO 4ﻫ制取原理;稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解ﻫ制取方程式:CaCO₃+2HCl====CaCl₂+CO₂↑+H₂O 装置:启普发生器ﻫ检验:通入澄清石灰水,变浑浊ﻫ除杂:通入饱和NaHCO₃溶液(除HCl),再通入浓H₂SO₄(除水蒸气)收集:排水法或向上排气法ﻫ⑺氨气ﻫ制取原理:固体铵盐与固体强碱的复分解制取方程式:Ca(OH)₂+2NH₄Cl₂+2NH₃↑+2H ₂O①直接加热浓氨水;②浓氨水中加生石灰(或碱石灰)。
高中化学常见气体制备教案

高中化学常见气体制备教案
一、教学目标
1. 了解常见气体的性质和结构;
2. 掌握常见气体的制备方法;
3. 能够运用化学知识解决实际问题。
二、教学内容
1. 常见气体的性质和结构;
2. 常见气体的制备方法。
三、教学重点
1. 常见气体的性质和结构;
2. 常见气体的制备方法。
四、教学难点
1. 掌握常见气体的不同制备方法;
2. 运用化学实验技术进行气体的制备。
五、教学准备
1. 实验器材:玻璃瓶、试管、漏斗等;
2. 实验药品:氢气、氧气、氮气等;
3. 实验室安全设施:护目镜、实验服等。
六、教学步骤
1. 介绍常见气体的性质和结构;
2. 分别介绍常见气体的制备方法,并进行实验演示;
3. 学生进行实验操作,制备氢气、氧气、氮气等;
4. 教师进行检查和指导,确保实验操作安全;
5. 总结常见气体的制备方法及注意事项。
七、课后作业
1. 总结常见气体的性质和结构;
2. 设计一个气体制备实验,并进行实验操作;
3. 思考不同气体之间的反应及应用。
八、教学反馈
1. 收集学生的实验结果及笔记;
2. 对学生进行实验操作的评价和指导;
3. 鼓励学生积极思考和探索。
以上为化学常见气体制备教案范本,可根据具体教学情况进行调整和完善。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
气体的制备、收集、洗涤和干燥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。
(1)反应物和反应原理①实验室制氢气常用锌跟盐酸或稀硫酸反应制氢气。
Zn+H2SO4(稀) ZnSO4+H2↑Zn+2HCl ZnCl2+H2↑在制气装置的出口处点燃氢气,一定要事先检查纯度,以确保实验安全。
②实验室制氧气常用氯酸钾(二氧化锰作催化剂)或高锰酸钾受热分解来制氧气。
2KClO32KCl+3O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑此外,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↑KClO3和MnO2要纯净,加热时以不迸发火花为合格,以确保实验安全。
③实验室制氯气常用氧化剂(二氧化锰或高锰酸钾)跟浓盐酸反应制氯气。
MnO2+4HCl MnCl2+2H2O+Cl2↑2KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑高锰酸钾和盐酸反应可在常温下顺利进行,不需加热。
氯气有毒。
多余的氯气必须用NaOH溶液吸收,以免污染空气和使人受到毒害。
④实验室制氯化氢常用食盐和浓硫酸反应制氯化氢,间接加热温度较低,通常生成硫酸氢钠和氯化氢。
NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑氯化氢极易溶于水,为使反应顺利进行,应该使用固体氯化钠和浓硫酸。
⑤实验室制硫化氢常用硫化亚铁和稀硫酸反应制硫化氢。
FeS+H2SO4(稀) FeSO4+H2S↑制硫化氢不能用浓硫酸和硝酸等氧化性酸。
硫化氢有毒,要注意通风或用NaOH溶液吸收多余的硫化氢。
⑥实验室制氨气常用铵盐(氯化铵、硫酸铵)跟碱(氢氧化钙)反应制氨气。
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑氨极易溶于水,一般用加热上述的固体混合物来制氨气。
此外,也可直接加热浓氨水在实验室制得氨气。
⑦实验室制二氧化硫常用亚硫酸钠跟浓硫酸反应制二氧化硫Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+H2O+SO2↑亚硫酸钠在空气中较易氧化变质,最好选用新开瓶的亚硫酸钠。
⑧实验室制二氧化碳常用碳酸钙(石灰石、大理石)跟盐酸反应制二氧化碳。
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑不能用硫酸与碳酸钙反应制二氧化碳,这是因为硫酸钙的溶解性小,附在碳酸钙表面,反应难以持续进行。
此外,小苏打受热分解也可在实验室获得二氧化碳。
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑⑨实验室制甲烷常用无水醋酸钠和碱石灰(NaOH和CaO的混合物)共热制甲烷。
上述反应中氧化钙是吸湿剂,可使反应在无水条件下顺利进行,还可减少热的氢氧化钠对玻璃的腐蚀。
醋酸钠晶体中含结晶水,相比之下,还是用无水醋酸钠与碱石灰反应制甲烷更好。
⑩实验室制乙烯常用无水乙醇和浓硫酸共热来制乙烯。
要控制好反应混合液的温度以减少副反应。
要在烧瓶中加入少量碎瓷片,以防止爆沸。
(11)实验室制乙炔常用电石跟水反应制乙炔CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑反应很激烈,要控制好水量,最好逐步加入水,使放出乙炔的速度相对较稳定。
若用饱和食盐水代替纯水跟电石混合,可使放出乙炔的速度减缓。
(12)其他气体的生成方法在实验室中,可用下列反应制得一氧化碳、一氧化氮和二氧化氮。
3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑制取这些气体要注意通风,减少室内污染和对人的毒害。
制一氧化碳的反应在加热的条件下较剧烈,应将甲酸逐滴加到热的浓硫酸中,以控制生成一氧化碳的速度。
一氧化氮在空气中迅速氧化成二氧化氮,因此,必须用排水集气法收集一氧化氮。
(2)制气装置选择制气装置,主要依据反应物的状态和反应条件。
比较典型的有三套制气装置。
①加热固体制气体的装置(图5-17A)常用大试管和单孔橡皮塞组成的反应容器。
此装置可用于制氧气、氨气和甲烷等。
此装置的试管口应略向下倾斜,以防止产生的水流到受热部位引起试管炸裂。
②加热固体和液体或液体和液体混合物制气体的装置(图5-17B)它所用的是分液漏斗和圆底烧瓶组成的反应容器。
此装置可用于制氯气、氯化氢、一氧化氮、一氧化碳和乙烯等。
容器内产生气体较快、压强较大,有时通过分液漏斗不易滴入液体,可在分液漏斗下端套一小试管形成液封,即可顺利加入液体。
制乙烯为控制温度,应装有温度计(去掉分液漏斗)。
③常温下固体和液体反应制气体的装置(图5-17C)此装置可用于制氢气、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和乙炔等。
该装置的烧瓶有时可用广口瓶代替。
为了多次间断地制取氢气、硫化氢和二氧化碳等气体,还可以使用启普发生器(图5-18)或类似的简易装置。
启普发生器由球形漏斗、容器(球形和半球形)两部分构成。
制气体时,打开旋塞,气体从旋塞处导出,容器内压强减小,液体进入盛固体的部位发生反应产生气体。
关闭旋塞,容器内压强增大,一些液体压到球形漏斗中,液体与固体脱离接触,可以终止反应。
(3)气体的收集实验室收集气体有三种方法。
选用何种方法收集,主要取决于气体在水中的溶解性和气体对空气的相对密度。
①排水集气法(图5-19A)一般说来,不易溶于水、不跟水发生化学反应的气体可用排水集气法收集。
排水集气法可用来收集氧气、氢气、一氧化氮、一氧化碳、甲烷、乙烯和乙炔等气体。
为操作方便,气体的导管不宜伸入集气瓶里过长。
由于氯气在饱和食盐水中溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集到纯度较高的氯气。
②向下排空气集气法(图5-19B)比空气轻、相同状况下对空气的相对密度小于1的气体,可用瓶口向下排空气集气法收集。
此法可用于收集氢气、氨气、甲烷等气体。
为保证气体的纯度,气体的导管口应接近集气瓶底,尽量把瓶中的空气排尽。
一些气体相对分子质量接近29,与相同状况下空气的密度相近(例如乙烯),不易用排空气集气法收集到纯度较高的气体,可考虑用排水法收集。
③向上排空气集气法(图5-19C)比空气重,相同状况下对空气的相对密度大于1的气体,可用瓶口向上排空气法收集。
此法可用于收集氧气、氯气、氯化氢、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫和硫化氢等气体。
为保证气体的纯度,气体的导管口应接近集气瓶底,尽量把瓶中的空气排尽。
2.气体的洗涤、干燥、溶解和验满(1)洗涤气体洗涤气体可用洗气瓶或简易的洗气装置(图5-20、21),被洗涤的气体应从插在液面下的导管一端进入,洗涤后的气体从短导管一端导出。
要根据需洗涤的气体中杂质气体的性质,选用适当的洗涤剂。
实验室制取气体时,常因原料不纯、反应物挥发和发生副反应等原因,使得到的气体中混有杂质气体,欲得到纯度更高的气体,就需要洗涤除去杂质气体(表5-1)。
在选用洗涤剂(某种溶液)时,应该确保做到以下两点:①洗涤剂中的溶质能跟杂质气体发生化学反应,使杂质转变为沉淀或成为可溶性物质而溶解。
或者,洗涤剂中的溶剂能够充分溶解杂质气体,从而达到去除杂质气体的目的。
②主要气体在洗涤剂中溶解度小,不被洗涤剂大量吸收。
例如,用饱和食盐水洗涤含氯化氢的氯气时,氯化氢大量溶于盐水中,氯气不易溶于饱和食盐水,从而达到去除杂质气体的目的。
又如,用浓碳酸氢钠洗涤含氯化氢的二氧化碳时,氯化氢跟碳酸氢钠反应而被充分吸收,二氧化碳与碳酸氢钠不反应,且在该溶液中溶解度小,从而达到去除杂质气体的目的。
若改用碳酸钠溶液,因二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,二氧化碳也被该溶液充分吸收,此法不可取。
(2)干燥气体干燥气体使用液体和固体作干燥剂时,装置不相同(图5-22)。
除去不同气体中的水蒸气,应选用不跟被干燥气体反应的干燥剂。
即:碱性气体不能用酸性干燥剂;酸性气体不能用碱性干燥剂;还原性气体不能用常温下能氧化它的氧化剂作干燥剂。
(见表5-2)选用干燥剂时,还应注意:①一些气体可选用多种干燥剂进行干燥。
例如,氧气跟上述各种干燥剂均无反应,使用上述各种干燥剂均可。
②某些气体跟某种干燥剂发生特殊的作用。
例如,氨气跟氯化钙可发生络合反应,氨气可被氯化钙大量吸收,因此,不宜用无水氯化钙干燥氨气。
某些还原性气体(如一氧化碳等),常温下不易被浓硫酸氧化,因此,仍可用浓硫酸干燥它们。
(3)溶解气体用液体或溶液溶解气体,常用于制备气态物质的水溶液和吸收制取气体或气体性质实验的尾气。
常用的吸收气体的装置有两种(图5-23)。
若气体在液体或溶液中不易溶解,可使用装置B。
若气体极易溶解,则应选用A,可防止液体发生倒吸至前面的装置中,避免造成实验失败或引起实验事故。
装置A的漏斗上沿不宜进入液面过深,以确保能发挥防上液体倒吸的作用。
(4)气体的验满收集气体时,常需确切地了解集气瓶中某气体是否已充满。
用排水法收集气体时,这一情况很易观察,判断。
用排空气集气法收集有色气体(Cl2、NO2等),也可直接观察到。
无色气体是否充满集气瓶,通常要利用气体的某种性质,使用某种物质(试剂、试纸等)在瓶口处进行检验。
例如,可用带火星的木条放在收集氧气的集气瓶口处,如果木条剧烈燃烧,表明氧气已集满。
又如,可用燃着的木条放在收集二氧化碳的集气瓶口处,如果燃着的木条熄灭,表明二氧化碳已集满。
一些气体的验满,可使用检验该气体的试剂或试纸。