高中常见气体的制备与收集

常见气体的制备与收集

应掌握O 2、H 2、CO 2、Cl 2、HCl 、SO 2、NO 、NO 2、H 2S 、NH 3、CH 4、C 2H 4、C 2H 2等13种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、操作要点、净化、干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能 1．气体的发生装置

一般根据反应物状态和反应条件设计气体发生装置，通常气体的发生装置有如下几种（见下图）

固态反应物加热产生气体

有液体反应物不加热产生气体

有液体反应物加热产生气

体

2．气体的收集方法

根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种 （1）排水集气法

适用于不溶于水或微溶于水且不与水发生反应的气体。优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。若有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应，也可通过往水中加入电解质，抑制与水反应。如用排饱和食盐水的方法可收集浓度较高的Cl 2。（装置见图7—6a ）

（2）向上排空气收集法

适用于不跟空气发生反应且密度比空气大的气体（装置见图7—6b ） （3）向下排空气集气法

适用于不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。（装置如图7—6c ）

3．常见气体制备原理，装置选择

气体 反应原理

发生装置 收集装

置 注意事项

O 2

A

a 或

b 共同点：

①气密性的检查

②试管口稍向下

倾斜

③若用排水法，做完实验先撤导管，后撤酒精灯

不同点： 收集氨气仪器要干燥

CH 4

无水CH 3COONa 和碱石灰共热

A

a 或c

NH 3

A

c

[说明] ①制备少量O 2还可以用反应：

，

，选择发生装置（B ）。

②制备少量NH 3可以加热浓氨水 或将浓氨水滴入盛NaOH

固体的烧瓶中，选择发生装置（B ）。

气体 反应原理

发生装置

收集装

置

注意事项

H 2

较活泼金属（Zn ）与稀强酸（如H 2SO 4，HCl 但勿用HNO 3或浓H 2SO 4）的置换反应 C

a 或c

①用长颈漏斗时要液封 ②制SO 2

CO 2

C

b

H

2

S

FeS与盐酸或稀硫酸进行复分解反应

C b

（Na

2

SO

3

粉

末）、NO

2

（剧烈

放热多）、C

2

H

2

（CaC

2

遇H

2

O粉

化）不能用启

普发生器

③制CO

2

不用H

2

SO

4

（因

CaSO

4

微溶）

④制H

2

S

不能用硝酸或

浓H

2

SO

4

（防氧

化）

SO

2

无水Na

2

SO

3

粉末与中等浓度H

2

SO

4

进行复分解

反应

B b

NO

2

Cu和浓HNO

3

B b

C

2

H

2

电石与水进行反应

B a

Cl

2

E或D b或a

①排水法

完毕应先撤导

管后撤火

②反应物

都是液体要加

碎瓷片防爆沸

③制乙烯

要控制温度在

170℃

④集Cl

2

可用排饱和食HCl

食盐与浓H

2

SO

4

（不挥发性酸与挥发性酸的

盐）进行复分解反应

E或D b

NO E或D a

C

2

H

4

F a

盐水4．尾气的处理装置

具有毒性或污染性的尾气必须进行处理，常用处理尾气装置，如图7—7。

一般常用吸收液吸收这些有害气体，a、b、c为溶解度不是很大的尾气处理装置，d为溶液度大且吸收速率很快的尾气处理装置，难以吸收的尾气如CO，应于末端燃烧除去，如e。此处还可以用塑料袋盛装尾气。

5．气体的净化和干燥

气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种。如7—8。

（1）洗气瓶（如图c）中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有：

①强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO

2、SO

2

、H

2

S、Cl

2

、NO

2

等呈酸性的气体

②饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：

饱和NaHCO

3溶液能除去CO

2

中混有的HCl、SO

2

等强酸性气体。