常見氣體的實驗室制備氣體實驗裝置的設(shè)計1、裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→反應(yīng)或收集裝置→除尾氣裝置2、安裝順序：由下向上，由左向右3、操作順序：裝配儀器→檢驗氣密性→加入藥品→進行實驗→拆除裝置氣體發(fā)生裝置的類型設(shè)計原則：根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)所需條件等因素來選擇反應(yīng)裝置。裝置基本類型:裝置固體反應(yīng)物（加熱)固液反應(yīng)物（不加熱）固液反應(yīng)物(加熱）裝置示意圖O2、NH3、CH4等氣體H2、CO2、H2S等.Cl2、HCl、CH2=CH2等（l）試管口應(yīng)稍向下傾斜，以（1）可通過分液漏斗來（1)可通過分液漏斗來操作要點防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂.控制液體用量和氣體的控制液體用量和氣體的生成速率。生成速率。(2）鐵夾應(yīng)夾在試管口l/3處。（2）分液漏斗可改用長（2)若被加熱液體沸點(3）膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面頸漏斗,但漏斗頸的下較低，燒瓶中要加細瓷不能太長，否則會妨礙氣體的導(dǎo)口應(yīng)伸入液面以下，否片.出.則起不到液封的作用。（3）若用排水法收集氣（4)若用排水法收集氣體，停止(3)反應(yīng)容器可視制氣體，停止加熱前，應(yīng)先加熱前,應(yīng)先將導(dǎo)氣管從水中取量的多少選擇試管、廣將導(dǎo)氣管從水中取出。出?？谄俊康?。裝置氣密性的檢驗①把導(dǎo)管一端浸入水中，用雙手捂住燒瓶或試管,借手的熱量使容器內(nèi)的空氣膨脹（或用酒精燈加熱），容器內(nèi)的空氣則從導(dǎo)管口形成氣泡冒出，把手(酒精燈）拿開，過一會，水沿導(dǎo)管上升，形成一小段水柱，說明裝置不漏氣。啟普發(fā)生器：關(guān)閉活塞后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內(nèi)的水面高于容器內(nèi)的水面，停止加水后,漏斗中與容器中的液面差保持不再變化，說明啟普發(fā)生器不漏氣。幾種常見氣體制備裝置：（如何檢查裝置的氣密性）ABCDEFG第1頁共10頁幾種氣體制備的反應(yīng)原理氣體反應(yīng)收集操作反應(yīng)原理（化學(xué)方程式）名稱裝置方法注意事項2KClO32KCl+3O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑排水法向①催化劑MnO2可用上排氣法CuO\、Fe2O3等代替.②加熱KMnO4時可用一氧氣固＋2NH4Cl+Ca(OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O氨氣(不用NaOH，因其在加熱時對玻璃腐蝕較固氣向下排氣團棉花放在管口，以防法大）固體粉末進入導(dǎo)管。排水法向①制H2時,不用氧化性的酸，可加少量CuSO4向上排氣利用原電池原理來加氫氣Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑H2SFeS+H2SO4(稀）=FeSO4+H2S↑下排氣法法快反應(yīng)速率.固＋液→氣二氧向上排氣②制CO2時不能用硫法酸，生成的CaSO4微溶向上排氣覆蓋在CaCO3表面阻法止反應(yīng)進行.化碳二氧Na2SO4+H2SO4（濃）=Na2SO4+SO2↑+H2O化硫Cu+2H2SO4濃）CuSO4+SO2↑+2H2O二氧Cu＋4HNO3(濃）Cu（NO3)＋2NO22↑向上排氣③制乙炔時，用飽和食鹽水代替水可得到平穩(wěn)的乙炔氣流?；?H2O乙炔CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑法排水法向上排氣法氯氣MnO2＋4HCl（濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑①氯氣有毒，注意尾氣（氯NaCl＋H2SO4（濃）NaHSO4＋HCl↑化氫2NaCl＋H2SO4（濃)NaSO24＋2HCl↑一氧3Cu＋8HNO3(?。┄T3Cu(NO3)＋2NO↑2化氮＋4H2O向上排氣用NaOH溶液吸收②收集NO用排水法，法固＋液氣既可防止NO被氧化，又可除去可能混有的排水法NO2乙烯C2H5OHCH2=CH2↑＋H2O幾種氣體的快速制取方法排水法制氧氣：2H2O22H2O+O2↑2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑制氨氣：NH3·H2ONH3↑+HO2制氯化氫：向濃硫酸中滴加濃鹽酸制氯氣:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O凈化、干燥與反應(yīng)裝置1、雜質(zhì)產(chǎn)生原因：①反應(yīng)過程中有揮發(fā)性物質(zhì)，如用鹽酸制取的氣體中一般有HCl；從溶液中冒出的氣體中含有水氣.②副反應(yīng)或雜質(zhì)參加反就引起,如制乙烯時含SO2；乙炔中的H2S等.2、裝置基本類型：根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件來設(shè)計裝置適用范圍液體除雜劑(不加熱)固體除雜劑（不加熱）固體除雜劑（加熱）裝置示意圖3、氣體的凈化劑的選擇第2頁共10頁選擇氣體吸收劑的依據(jù)：氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)的差異。主要考慮的是吸收效果，而不是現(xiàn)象。選擇一種與雜質(zhì)反應(yīng)快而且反應(yīng)完全的除雜劑。一般情況下：①易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水來吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收;③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑來吸收；⑤能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀（或可溶物）的物質(zhì)也可作為吸收劑。選用吸收劑的原則：①只能吸收氣體中的雜質(zhì)，而不能與被提純的氣體反應(yīng)。②不能引入新的雜質(zhì)。在密閉裝置中進行,要保持裝置氣體暢通。4、氣體干燥劑的類型及選擇常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類：①酸性干燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體,如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2、O2、CH4等氣體。②堿性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體，如NH3、H2、O2、CH4等氣體。③中性干燥劑，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性氣體，如O2、H2、CH4等.在選用干燥劑時，顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑，顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑.能用CaCI2來干燥NH3（生因成CaCl2·8NH3),不能用濃H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI等。5、氣體凈化與干燥裝置連接次序洗氣裝置總是進氣管插入接近瓶底，出氣管口略出瓶塞。干燥管總是大口進，小口出氣.一般情況下，若采用溶液作除雜試劑，則是先除雜后干燥；若采用加熱除去雜質(zhì)，則是先干燥后加熱。對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當?shù)娜芤杭右晕眨ɑ螯c燃），使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質(zhì)。如尾氣Cl2、SO2、Br2（蒸氣）等可用NaOH溶液吸收；尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾氣CO可用點燃法，將它轉(zhuǎn)化為CO2氣體.收集裝置1、設(shè)計原則：根據(jù)氣體的溶解性或密度（1）易溶或與水反應(yīng)的氣體：用向上（或下）排空氣法（2)與空氣成分反應(yīng)或與空氣密度相近的氣體：排水（液)法（3）可溶性氣體考慮用排液法第3頁共10頁

（4)兩種方法皆可用時，排水法收集的氣體較純。若欲制取的氣體要求干燥,用排空氣法或排非水溶劑法。2、裝置基本類型：裝置排水（液)集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法類型裝置示意圖不溶于水（液)的氣密度大于空氣的氣體密度小于空氣的氣體適用體范圍典型氣體H2、O2、NO、CO、Cl2、HCl、CO2、SO2、H2、NH3、CH4CH4、CH2＝CH2、CH≡CHH2S尾氣處理裝置-安全裝置尾氣的處理方法：直接排放、直接吸收、防倒吸吸收、燃燒處理處理裝置（1）直接吸收（2)防止倒吸裝置的設(shè)計在某些實驗中，由于吸收液的倒吸，會對實驗產(chǎn)生不良的影響，如玻璃儀器的炸裂，反應(yīng)試劑的污染等，因此，在有關(guān)實驗中必須采取一定的措施防止吸收液的倒吸.防止倒吸一般采用下列措施：a切斷裝置：將有可能產(chǎn)生液體倒吸的密閉裝置系統(tǒng)切斷,以防止液體倒吸，如實驗中室制取氧氣、甲烷時,通常用排水法收集氣體，當實驗結(jié)束時，必須先從水槽中將導(dǎo)管拿出來，然后熄滅酒精燈。b設(shè)置防護裝置：①倒立漏斗式：這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積，有利于吸收液對氣體的吸收。當易溶性氣體被吸收液吸收時，導(dǎo)管內(nèi)壓強減少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容積較大，導(dǎo)致燒杯中液面下降，使漏斗口脫離液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回燒瓶內(nèi)，從而防止吸收液的倒吸。下一個裝置所示，對于易溶于水難溶于有機溶劑的氣體，氣體在有機溶劑不會倒吸。②肚容式：當易溶于吸收液的氣體由干燥管末端進入吸收液被吸收后，導(dǎo)氣管內(nèi)壓強減少，使吸收液倒吸進入干燥管的吸收液本身質(zhì)量大于干燥管內(nèi)外壓強差，吸收液受自身重量的作用又流回燒杯內(nèi)，從而防止吸收液的倒吸.這種裝置與倒置漏斗很類似。第4頁共10頁③蓄液式：當吸收液發(fā)生倒吸時，倒吸進來的吸收液被預(yù)先設(shè)置的蓄液裝置貯存起來,以防止吸收液進入受熱儀器或反應(yīng)容器。這種裝置又稱安全瓶。④平衡壓強式:為防止分液漏斗中的液體不能順利流出,用橡皮管連接成連通裝置（見恒壓式);⑥防堵塞安全裝置式：為防止反應(yīng)體系中壓強減少，引起吸收液的倒吸，可以在密閉裝置系統(tǒng)中連接一個能與外界相通的裝置，起著自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)外壓強差的作用,防止溶液的倒吸。⑥為防止粉末或糊狀物堵塞導(dǎo)氣管，可將棉花團置于導(dǎo)管口處。⑦液封裝置：為防止氣體從長頸漏斗中逸出，在發(fā)生裝置中的漏斗末端套住一只小管試懸空倒立漏肚容蓄液安全瓶平衡壓防堵塞安防堵塞安液封式強式全裝置全裝置式斗式式式（3)防污染安全裝置：燃燒處理或袋裝判斷原則①有毒、污染環(huán)境的氣體不能直接排放。②尾氣吸收要選擇合適的吸收劑和吸收裝置。直接吸收：Cl2、H2S、NO2防倒吸：HCl、NH3、SO2常用吸收劑：水，NaOH溶液，硫酸銅溶液③可燃性氣體且難用吸收劑吸收：燃燒處理或袋裝。如CO.6、排水量氣裝置標準裝置7、常見氣體檢驗方法變化裝置檢驗方法和發(fā)生的現(xiàn)氣體狀態(tài)化學(xué)反應(yīng)方程式容易引起的判斷錯誤不是只有H2才產(chǎn)生爆鳴聲象無色混合空氣點燃，有爆鳴氫氣氧氣氣體聲，生成物只有水2H2＋O22H2O無色用帶余燼的木條放入，C＋O2CO2氣體木條復(fù)燃黃綠色有①用濕潤的碘化鉀淀氯氣刺激性氣粉試紙檢驗，試紙變藍2Kl＋Cl22KCl＋I2味的氣體②能漂白濕石蕊試紙①O3、NO2和溴蒸氣也能使碘化鉀淀粉試紙變藍②SO2有同樣性質(zhì)①用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,冒白煙遇濕潤的藍色石蕊試紙無色有刺激性的氣體①NH3＋HClNH4Cl②AgNO3＋HClAgCl↓＋變紅SO2、的氣體SO3、很多CO2(等）如，3氯化氫②將氣體通入AgNO溶液有白色沉淀HNO③用濕潤的藍色石蕊3判斷要慎重試紙檢驗,試紙變紅第5頁共10頁①使酸性高錳酸鉀溶無色有刺激性氣味的氣體二氧化硫液褪色，變?yōu)闊o色2MnO＋2H2O＋5SO2Cl2通入品紅溶液也會褪②通入品紅溶液褪色，=2Mn2＋＋5SO＋4H＋色,但加熱不復(fù)現(xiàn)紅色加熱顏色復(fù)現(xiàn)無色而有加入Pb(NO3)2溶液有硫化氫臭雞蛋氣黑色沉淀或遇濕潤的Pb2＋＋H2SPbS↓＋2H＋味的氣體Pb（NO3）2試紙變黑①用蘸有濃鹽酸的玻無色有刺①NH3＋HClNH4Cl②NH3＋H2O→NH＋OH－璃棒靠近,冒白煙氨氣激性氣味的氣體②用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍一氧無色、無在空氣中立即變成紅化氮味氣體棕色22NO＋O2NO2二氧紅綜色氣紅棕色,溶于水成硝酸，3NO2＋H2O2HNO3＋NO化氮體溶液顯酸性一氧無色無味可燃，火焰呈藍色，燃注意與其他可燃物的區(qū)別22CO＋O2CO2化碳氣體燒產(chǎn)物只有CO2燃著的木條在N2或其他Ca(OH）2＋CO2CaCO3↓一些氣體中也會熄滅,SO2也可使澄清的石灰水變渾濁①使燃著的木條熄滅二氧無色化碳氣體②通入澄清的石灰水，＋H2O變渾濁可燃，生成H2O和CO2，無色注意與其他可燃氣體的不使KMnO4溶液和溴CH4＋2O2CO2＋2H2O區(qū)別水褪色甲烷氣體可燃，生成H2O和CO2-C2H4＋3O22CO2＋2H2O乙炔乙烯，使KMnO4溶液和溴24也能燃燒，也可使無色氣體CH＋Br2KMnO4溶液和水溴褪→CH2BrCH2Br色，但乙炔燃燒時火焰明亮且冒黑煙水褪色①可燃，有明亮火焰且2C2H2＋5O24CO2＋無色無味冒黑煙2H2O乙炔氣體②使KMnO4溶液褪色C2H2＋Br2→③使水溴褪色CHBr2CHBr2［例1]右圖是一套實驗室制氣裝置，用于發(fā)生、干燥和收集氣體。下列物質(zhì)中能利用這套裝置進行實驗的是（A）電石和水(B）銅屑和濃HNO3（C）硫化亞鐵和稀HCl(D）二氧化錳和濃鹽酸[例2］利用右圖所示裝置收集以下8種氣體（圖中燒瓶的位置不得發(fā)生變化）:①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦H2S⑧SO2（1）若燒瓶是干燥的，則由B口進氣可收集的氣體有_________（寫序號）(2）若燒瓶充滿水，可收集的氣體有__________，這時氣體由__________口進入.（3）燒瓶是干燥的，則由A口進氣，可收集的氣體有_________________。第6頁共10頁（4）若在燒瓶內(nèi)裝入濃HSO進行氣體干燥，則可用此裝置來干燥的氣體有__________，這24時氣體由__________口進入。［例3]3位同學(xué)設(shè)計了下列3個實驗方案，以驗證某無色氣體中既有SO，又有CO。22方案1將無色氣體通入溴水,溴水褪色后氣體通入石灰水，石灰水變渾濁,證明原無色氣體中一定含有SO2和CO2。方案2將無色氣體通入品紅試液后，再依次通入酸性KMnO4溶液,品紅溶液,最后通入澄清石灰水.結(jié)果品紅試液褪色。KMnO4溶液變淺，品紅試液不褪色，澄清石灰水變渾濁。證明原混合氣體中既含有SO2又有CO2。方案3將無色氣體通入酸性KMnO4溶液中,KMnO4溶液褪色，反應(yīng)后再通入石灰水中，石灰水變渾濁.既可證明原混合氣體中既含有SO2又有CO2。試回答上述三個方案中，能證明原無色氣體中既有SO2又有CO2的方案是______________________________。簡述其理由是__________________________。[例4］現(xiàn)有一定量含有ZnO的鋅粒,請從下圖中選用適當?shù)膶嶒炑b置，設(shè)計一個簡單實驗，測定鋅粒的純度，可供選用的試劑還有稀H2SO4、稀HNO3、濃H2SO4、CuSO4溶液和蒸餾水.請回答下列問題：（1)寫出實驗中鋅參加反應(yīng)的離子方程式______________。（2）若氣體流向從左到右,則所選裝置的玻璃管接口順序為（填字母代號）__________.(3）簡述選用或不選用裝置①的理由____________________。（4）按上述(2）的方式連接儀器，還可以進行下列哪些定量測定____________________。（A)測定一定質(zhì)量的較活潑的二價金屬的原子量（B）用MnO2與鹽酸反應(yīng),測定鹽酸的濃度（C）測定Na2O2、Na2O混合物中Na2O2的百分含量（D）用加熱分解的方法測定KClO3的純度習(xí)題1．欲除去下表各混合于A氣體中的雜質(zhì)B，寫出所選試劑，所用主要儀器及相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式?；旌蠚怏wAB選用試劑主要儀器化學(xué)反應(yīng)方程式CO2CO2NH3CO2COHClCOH2O（氣)H2SCO2HClCl2NONO2第7頁共10頁N2H2CO2(SO2)2．某學(xué)生用右圖所示,裝置進行CO和CO2混合氣的分離和干燥實驗，其中a為控制氣流的鐵夾,b為分液漏斗的活塞。請回答：（1)甲瓶內(nèi)盛溶液，乙瓶盛，分液漏斗內(nèi)盛溶液。(2)實驗先分離CO，方法是先關(guān)閉(3)分離完CO后，再收集CO2,方法是先關(guān)閉，再打開,再打開。3．某學(xué)生為將含有少量雜質(zhì)Cu的FeCl3提純擬定以下實驗步驟：①把樣品加水溶解②進行過濾除去雜質(zhì)③把濾液加熱蒸干，即可得到純凈的FeCl3晶體.(1)你認為上述方案科學(xué)嗎？試用必要的化學(xué)方程式和簡要的文字表述其理由（2）請你設(shè)計提純FeCl3的實驗方案（注意簡要地寫出有關(guān)的提純步驟，最多只允許6步完成實驗)：4．無水氯化鋁是白色晶體，易吸收水分，在178℃升華。裝有無水氯化鋁的試劑瓶久置潮濕空氣中，會自動爆炸并產(chǎn)生大量白霧.氯化鋁常作為有機合成和石油工業(yè)的催化劑。工業(yè)上由金屬鋁和氯氣作用或由無水氯化氫氣體與熔融金屬鋁作用而制得。某課外興趣實驗小組在實驗室里，通過下列裝置制取少量純凈的無水氯化鋁.（1）開始實驗時，不能先點燃A裝置的酒精燈，后打開分液漏斗的活塞，將適量濃硫酸,（2）A裝置中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式.(4）從A裝置導(dǎo)出的氣體若不經(jīng)過B，C裝置而直接進入D管,將對實驗產(chǎn)生的不良后果是（5）F裝置所起的作用是(6）無水氯化鋁在潮濕的空氣中，會產(chǎn)生大量白霧，有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為5．在實驗室中用二氧化錳跟濃鹽酸反應(yīng)制備干燥純凈的氯氣。（1）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式(2）圖5—28是一個學(xué)生設(shè)計的實驗裝置圖：.這個裝置圖中有哪些錯誤？請分別指出。①②③④（3）在改正的裝置中,洗氣瓶(凈化氣體用)中的水、濃硫酸和燒杯中的氫氧化鈉溶液各起什么作用?①水起的作用是②濃硫酸起的作用是③氫氧化鈉溶液起的作用是：：：6、水蒸氣通過灼熱的煤所產(chǎn)生的混合氣,其主要成分是CO、H2,還含有CO2和水蒸氣。請用下列裝置設(shè)計一個實驗，以確認上述混合氣中含有CO和H2。（1)連接上述裝置的正確順序是：(填各接口的代碼字母）混合氣→(（）接（）（）接（）（）接（）（）接（))（)。(2）確認混合氣中含有H2的實驗現(xiàn)象是：,其理由是：____________________________________________________________________.第8頁共10頁7、實驗室是用加熱NH4Cl飽和溶液和固體NaNO2來制備少量的N2。這種方法制得的N2含有一定量的NH3NO2(由NO和O2反應(yīng)生成）、O2和水蒸氣。現(xiàn)欲用純凈的N2和熾熱的鎂、條反應(yīng)制備少量的Mg3N2。進行此實驗所用儀器裝置如圖5—30.根據(jù)要求填寫下列空白：(1）如果所制氣體從左流向右時，各儀器裝置正確的連接順序是（）接(）接（）接(）接（)接（口(用裝置圖中字母表示）應(yīng)是（），其中b和c兩裝置相連時，玻璃管）。）接(（2）裝置d燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________.裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。（3）反應(yīng)完畢后應(yīng)先熄滅d裝置中的酒精燈，試分析氮氣中混有的少量NH3、NO、O2是由哪種物質(zhì)發(fā)生的副反應(yīng)而生成的？參考答案［例4解析]此題為一道綜合實驗題,它所涉及的實驗知識及能力要求較高,根據(jù)實驗要求，明確實驗原理，設(shè)計實驗程序，選取實驗裝置，連接實驗儀器，并進行有關(guān)計算.答案：(1）Zn+2H+→Zn2++H↑2（2）ECDF（3）因為本實驗需用排水的方法測量產(chǎn)生氣體的體積。所以不選裝置①（4）AC1．飽和NaHCOCuO洗氣瓶硬質(zhì)玻璃管干燥管HCl+NaHCO→NaCl+HO+CO↑3223堿石灰HO+CaO→Cu（OH)22CuSO溶液4洗氣瓶HS+CaSO→CuS↓+HSO2424NaOH溶液洗氣瓶CO+2NaOH→NaCO+HO2232水或飽和食鹽水洗氣瓶HO2洗氣瓶3NO+