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第五讲常见气体的制取本讲稿第一页，共三十六页一、气体发生装置一、气体发生装置气体发生装置的设计原则：气体发生装置的设计原则：根据反应物质的状态和反应条件根据反应物质的状态和反应条件气体发生装置的基本类型气体发生装置的基本类型:A、固体、固体+固体固体 气体（加热）气体（加热）B、固体、固体+液体液体 气体（不加热）气体（不加热）C、固（液）液反应物（加热）、固（液）液反应物（加热）本讲稿第二页，共三十六页试管试管 导管导管酒精灯酒精灯 铁架台铁架台注意事项：注意事项：（1）试管口应略向下倾斜试管口应略向下倾斜（2）试管夹夹在试管的中上部试管夹夹在试管的中上部（3）药品应平铺于试管底部药品应平铺于试管底部（4）导管不宜伸入试管过长导管不宜伸入试管过长（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(如何检验？）如何检验？）（6）加热时，先预热且应用外焰加热时，先预热且应用外焰加热加热1、固体固体+固体固体 气体（加热）气体（加热）本讲稿第三页，共三十六页该装置可用于制备该装置可用于制备O2、NH3和和CH4本讲稿第四页，共三十六页启普启普发生器发生器简易简易装置装置注意事项：注意事项：(1)启普发生器只适用于启普发生器只适用于块状块状固体固体与与液体液体在在不加热不加热条件下条件下制取难溶于水的气体如制取难溶于水的气体如CO2、H2S、H2(不可用于制不可用于制C2H2)(2)简易装置则适用于固体简易装置则适用于固体与液体在不加热下制取气与液体在不加热下制取气的反应的反应(3)操作时应注意：操作时应注意：a.检验装置的气密性检验装置的气密性b.长颈漏斗插入液面以下长颈漏斗插入液面以下c.制制H2S时应在通风橱中时应在通风橱中,H2S剧毒剧毒2、固液反应物、固液反应物（不加热）（不加热）本讲稿第五页，共三十六页图2图3图4图5图6常见装置常见装置本讲稿第六页，共三十六页启普发生器的拓展与延伸启普发生器的拓展与延伸本讲稿第七页，共三十六页启普发生器原理式反应器的设计启普发生器原理式反应器的设计本讲稿第八页，共三十六页可用于制备可用于制备H2、O2、H2S、NO2和和C2H2本讲稿第九页，共三十六页注意事项：注意事项：（1）检验装置的气密性检验装置的气密性（2）加热时要预热，受热均匀加热时要预热，受热均匀（3）加热液体的混合物时要加热液体的混合物时要 加加碎瓷片碎瓷片，防暴沸，防暴沸（4）制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混制乙烯时浓硫酸与乙醇可先混合，故不必用分液漏斗，换成温度合，故不必用分液漏斗，换成温度计控制反应温度计控制反应温度3、固（液）液反应物（加热）、固（液）液反应物（加热）液体液体-分液漏斗分液漏斗 固体固体-圆底烧瓶圆底烧瓶 石棉网石棉网本讲稿第十页，共三十六页常见装置本讲稿第十一页，共三十六页可用于制备可用于制备Cl2、HCl、SO2、NO和和C2H4170C本讲稿第十二页，共三十六页饱和食盐水饱和食盐水 浓硫酸浓硫酸思考：实验室如何制取纯净的氯气？二、收集装置二、收集装置 气体收集装置的设计原则：气体收集装置的设计原则：根据气体的溶解性或密度根据气体的溶解性或密度本讲稿第十三页，共三十六页装置类型装置类型排水法排水法向上排气法向上排气法向下排气法向下排气法示意图示意图气体性质气体性质 难溶或微溶难溶或微溶于水的气体于水的气体密度大于空密度大于空 气的气体气的气体密度小于空密度小于空气的气体气的气体 实例实例H2,O2,NO,C2H2,N2,COCO2,Cl2,HClH2,NH3，CH4本讲稿第十四页，共三十六页收集装置拓展与延伸本讲稿第十五页，共三十六页图24图25图26气体净化装置的设计原则：气体净化装置的设计原则：根据净化药品的状态和净化条件根据净化药品的状态和净化条件三、净化装置三、净化装置本讲稿第十六页，共三十六页 酸、碱性酸、碱性据气体的据气体的 氧化、还原性氧化、还原性气体的酸碱性气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性干燥剂的酸碱性 保持一致保持一致1、气体的干燥、气体的干燥（1）、选择原则、选择原则气体在被干燥的过程中要不能被减少气体在被干燥的过程中要不能被减少不要引入新的杂质。不要引入新的杂质。（2）、选择方法、选择方法干燥剂干燥剂选择选择干燥剂状态干燥剂状态干燥装置干燥装置本讲稿第十七页，共三十六页酸性干燥剂酸性干燥剂（如：浓硫酸、（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）不能用来干燥、硅胶等）不能用来干燥 碱性气体；碱性气体；碱性干燥剂碱性干燥剂 (如碱石灰、生石灰、固体如碱石灰、生石灰、固体NaOHNaOH等等)不能用来不能用来 干燥酸性气体如干燥酸性气体如Cl2。有氧化性的干燥剂有氧化性的干燥剂（如浓硫酸）不能干燥有还原性气（如浓硫酸）不能干燥有还原性气 体（如体（如H2S、HI等）等）。（3）、常见干燥剂、常见干燥剂本讲稿第十八页，共三十六页常见干燥剂及使用装置常见干燥剂及使用装置 液态干燥剂液态干燥剂 固态干燥剂固态干燥剂装装置置常见干燥常见干燥剂剂可干燥可干燥气体气体不可干燥不可干燥 气体气体浓硫酸浓硫酸无水无水CaCl2碱石灰碱石灰H2,O2,Cl2,SO2,CO,N2,CH4O2,Cl2,HCl,SO2,H2,CO,N2,CH4H2,O2,N2,CH4,NH3H2S NH3,HBr,HI,C2H4HX,H2S,SO2,CO2,NO2,Cl2NH3本讲稿第十九页，共三十六页2、气体的净化、气体的净化 所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般一般情况下：情况下：易溶于水的气体杂质可用水来吸收；易溶于水的气体杂质可用水来吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；水分可用干燥剂来吸收；水分可用干燥剂来吸收；能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。本讲稿第二十页，共三十六页常见的吸收剂和被吸收气体（见下表）常见的吸收剂和被吸收气体（见下表）吸收剂吸收剂被吸收气体被吸收气体浓浓H2SO4NH3、水蒸气、水蒸气碱石灰碱石灰CO2及其他酸性气体、水及其他酸性气体、水蒸气蒸气NaOH溶液溶液CO2、Cl2、SO2溴水溴水C2H4、C2H2Cu网，加网，加热O2CuSO4溶液溶液H2S本讲稿第二十一页，共三十六页 洗气瓶洗气瓶进气管应进气管应“长进长进短出短出”干燥管干燥管应应大口大口方向进方向进气，气，小口小口方向方向出气出气液体试剂液体试剂固体试剂固体试剂固体试剂需加热固体试剂需加热cd本讲稿第二十二页，共三十六页1 1、燃烧法燃烧法 如如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等。等。22、碱液吸收法、碱液吸收法 如如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等。等。3 3、水溶解法、水溶解法 如如HCl、NH3等等。四、除尾气装置四、除尾气装置4、袋装储存法、袋装储存法CO、H2、CH4等等本讲稿第二十三页，共三十六页思考：思考：分析右图装置有哪些作用？分析右图装置有哪些作用？1 1、净化气体、净化气体2 2、收集气体（密度比空气大）、收集气体（密度比空气大）4 4、排水集气法收集气体、排水集气法收集气体3 3、收集气体（密度比空气小）、收集气体（密度比空气小）本讲稿第二十四页，共三十六页五、气体性质实验装置五、气体性质实验装置（1）常温反应装置）常温反应装置（2）加热反应装置）加热反应装置 本讲稿第二十五页，共三十六页（3）冷却装置）冷却装置（4）、排水量气装置）、排水量气装置 本讲稿第二十六页，共三十六页六、装置气密性检查六、装置气密性检查方法：如右图将导管出口插入水中，用手掌或热毛巾焐容积大的部位，看水中方法：如右图将导管出口插入水中，用手掌或热毛巾焐容积大的部位，看水中的管口是否有气泡逸出，的管口是否有气泡逸出，过一会儿移开焐的手掌或毛巾，观察浸入水中的导管过一会儿移开焐的手掌或毛巾，观察浸入水中的导管末端有无水上升形成水柱。若焐时有气泡溢出，移开焐的手掌或毛巾，有水柱末端有无水上升形成水柱。若焐时有气泡溢出，移开焐的手掌或毛巾，有水柱形成，说明装置不漏气。形成，说明装置不漏气。本讲稿第二十七页，共三十六页方法：关闭分液漏斗活塞，将将导气管插入烧杯中水方法：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，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。停止微热，有水柱形成，说明装置不漏气。方法：关闭导气管活塞，从漏斗上口注入水，方法：关闭导气管活塞，从漏斗上口注入水，待漏斗下口完全浸没于水中后，继续加入适量待漏斗下口完全浸没于水中后，继续加入适量水到漏斗球体高度约水到漏斗球体高度约1/2处，做好水位记号处，做好水位记号 静静置几分钟，水位下降的说明漏气，不下降的说置几分钟，水位下降的说明漏气，不下降的说明不漏气。明不漏气。本讲稿第二十八页，共三十六页方法：关闭方法：关闭K，把干燥管下端深度浸入水中（图，把干燥管下端深度浸入水中（图B所所示），使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面，静置示），使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面，静置一段时间，若液面差不变小，表明气密性良好。一段时间，若液面差不变小，表明气密性良好。方法：关闭导气管活塞，从方法：关闭导气管活塞，从U型管的一侧注入水，型管的一侧注入水，待待U型管两侧出现较大的高度差为止，型管两侧出现较大的高度差为止，静置几分静置几分钟，两侧高度差缩小的说明漏气，不缩小的说明钟，两侧高度差缩小的说明漏气，不缩小的说明不漏气。不漏气。本讲稿第二十九页，共三十六页ABCD方法：向方法：向B、D中加水使导管口浸没在水面下，关闭分液漏斗活塞，中加水使导管口浸没在水面下，关闭分液漏斗活塞，打开活塞打开活塞K，微热，微热A中的圆底烧瓶，中的圆底烧瓶，D中导管有气泡冒出；停止加热，中导管有气泡冒出；停止加热，关闭活塞关闭活塞K片刻后，片刻后，D中导管倒吸入一段水柱，中导管倒吸入一段水柱，B中没入液面的导管中没入液面的导管口会产生气泡。有这些现象说明气密性良好。口会产生气泡。有这些现象说明气密性良好。本讲稿第三十页，共三十六页1.右图的装置可用于（）右图的装置可用于（）A.加热加热NaHCO3制制CO2 B.用用Cu与稀与稀HNO3反应制反应制NOC.用用NH4Cl与与NaOH溶液反应制溶液反应制NH3D.用用NaCl与浓与浓H2SO4制制HClB本讲稿第三十一页，共三十六页2、某课外活动小组欲利用右图和下列试剂制取下列某课外活动小组欲利用右图和下列试剂制取下列气体气体：A浓硫酸浓硫酸 B浓盐酸浓盐酸 C食盐食盐 D二氧化锰二氧化锰 E氯酸钾氯酸钾 F过氧化氢过氧化氢 G高锰酸钾高锰酸钾 H浓氨水浓氨水 J氢氧化钠氢氧化钠 试用各试剂序号回答：试用各试剂序号回答：若要快速制备少量氧气，应选择若要快速制备少量氧气，应选择 若要快速制备少量氯化氢，应选择若要快速制备少量氯化氢，应选择若要快速制备少量氨气，应选择若要快速制备少量氨气，应选择若要快速制备少量氯气，应选择若要快速制备少量氯气，应选择D、FA、BH、JB、G本讲稿第三十二页，共三十六页3、下列三个问题均与下图实下列三个问题均与下图实验装置有关，请选择正确的验装置有关，请选择正确的序号填入空格内。序号填入空格内。(1)制取某无色非金属氧化物制取某无色非金属氧化物气体时，烧瓶气体时，烧瓶X内的试剂是内的试剂是A.铜和稀硝酸铜和稀硝酸 B.铜和浓硝酸铜和浓硝酸 C.碳酸钙与稀硫酸碳酸钙与稀硫酸 D.亚硫酸钠与浓盐酸亚硫酸钠与浓盐酸(2)洗气瓶洗气瓶Y中所盛的液体应是中所盛的液体应是(不允许非水杂质混在气体中不允许非水杂质混在气体中 A.饱饱和和NaHCO3 B.NaOH液液 C.饱和饱和NaHSO3 D.澄清石灰水澄清石灰水(3)检验集气瓶是否集满气体，设置于瓶口的滤纸润湿时应使用的溶液是：检验集气瓶是否集满气体，设置于瓶口的滤纸润湿时应使用的溶液是：A.氯化钠溶液氯化钠溶液 B.碘化钾溶液碘化钾溶液C.酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液 D.澄清石灰水澄清石灰水 XyzDCB本讲稿第三十三页，共三十六页4 4、利用如、利用如图图所示的装置所示的装置验证验证稀硝酸被稀硝酸被铜还铜还原的原的产产物是物是NONO而不是而不是NONO2 2(1)(1)空气空气对实验对实验影响很大。影响很大。为为了了预预先除去装置中的空气，在先除去装置中的空气，在A A装置中装置中产产生的生的气体是气体是 ，检验检验装置中的空气已被除装置中的空气已被除净净的方法是的方法是 ；E E中中应应加入加入的的试剂试剂 ；(2)(2)关关闭弹闭弹簧簧夹夹a a和和d d，打开，打开b b，由分液漏斗向，由分液漏斗向试试管管B B中滴加稀硝酸，装置中滴加稀硝酸，装置C C中的中的气体呈气体呈 色，装置色，装置D D的作用是的作用是 ；关；关闭弹闭弹簧簧夹夹d d的目的是的目的是 ；本讲稿第三十四页，共三十六页(3)将将A装置换成鼓气球，鼓入少量空气，装置换成鼓气球，鼓入少量空气，C中气体的颜色变为中气体的颜色变为 色，色，此时弹簧夹此时弹簧夹b应打开，应打开，d应应 (填填“打开打开”或或“关闭关闭”)；(4)实验结束时，如何操作才能使装置中的有毒气体被实验结束时，如何操作才能使装置中的有毒气体被E中的溶液充分中的溶液充分吸收吸收 。（1）、氢气；在）、氢气；在E的出口处检验氢气的纯度；氢氧化钠溶液的出口处检验氢气的纯度；氢氧化钠溶液（2）、无色；贮存气体；防止）、无色；贮存气体；防止NO逸出逸出（3）、红棕色；关闭）、红棕色；关闭（4）、鼓入足量的空气后，打开开关）、鼓入足量的空气后，打开开关d,继续鼓入足量的空气，直到仪器中气体继续鼓入足量的空气，直到仪器中气体无色。无色。本讲稿第三十五页，共三十六页压强：下压强：下 上且压差较大上且压差较大5 5、如何用金属钠与水反应产生如何用金属钠与水反应产生H2的反应设的反应设计一个喷泉装置。计一个喷泉装置。喷泉问题喷泉问题本讲稿第三十六页，共三十六页