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高三化学试验复习(二)气体试验装置的设计气体试验装置的设计（1）装置依次：制气装置）装置依次：制气装置净扮装净扮装置置主要反应或收集装置主要反应或收集装置除尾气除尾气装置装置（2）安装依次：由下向上，由左向）安装依次：由下向上，由左向右右（3）操作依次：仪器连接）操作依次：仪器连接检验气检验气密性密性加入药品加入药品防倒防倒吸氧扮装置吸氧扮装置拆卸装置拆卸装置装置连接依次装置连接依次试验装置的连接排列试验装置的连接排列装配仪器时：从下向上；从左往右装配仪器时：从下向上；从左往右加入试剂时：先固后液加入试剂时：先固后液；试验起先时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯；试验起先时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯；有些试验为防倒吸，往往最终停止加热或最终停止通气有些试验为防倒吸，往往最终停止加热或最终停止通气；有些试验为防氧化往往最终停止通气有些试验为防氧化往往最终停止通气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，先拆主从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。体，后拆部件。装置的气密性的检查装置的气密性的检查检查启普发生器气密性的简便方法：检查启普发生器气密性的简便方法：关闭导气管上的活塞关闭导气管上的活塞从球形漏斗注入确定量的水从球形漏斗注入确定量的水水面达球水面达球形漏斗的球体部位形漏斗的球体部位可燃性气体纯度的检验可燃性气体纯度的检验（如（如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）等）一一.装置基本类型：装置基本类型：装置类型固体反应物（加热）固液反应物（不加热）固液反应物（加热）装置示意图主要仪器典型气典型气体体O O2 2、NHNH3 3、CHCH4 4等等H H2 2、COCO2 2、H H2 2S S等。等。ClCl2 2、HClHCl、CHCH2 2=CH=CH2 2等等几种气体制备的反应原理1、O2 2KClO3=2KCl+3O2 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 2H2O2=2H2O+O22、NH3 2NH4Cl+Ca(OH)=2CaCl2+2NH3+2H2O NH3H2O=NH3+H2O3、CH4 CH3COONa+NaOH=Na2CO3+CH4 4、H2 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H25、CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O6、SO2 Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2+H2O7、NO2 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O8、NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O9、C2H2 CaC2+2H2O Ca(OH)2+CHCH10、Cl2 MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O11、C2H4 C2H5OH=CH2=CH2+H2O二.气体的净化剂的选择选择气体吸取剂应依据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸取剂只能吸取气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般状况下：易溶于水的气体杂质可用水来吸取；酸性杂质可用碱性物质吸取；碱性杂质可用酸性物质吸取；水分可用干燥剂来吸取；能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸取剂。（4）气体干燥剂的类型及选择酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷。干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2、O2、CH4等气体。碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。用来干燥显碱性或中性的气体，如NH3、H2、O2、CH4等气体。中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2、H2、CH4等。在选用干燥剂时，有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂,不能用浓 H2SO4干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用CaCI2来干燥NH3（因生成 CaCl28NH3)。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 保持一致净扮装置基本类型：气体净化与干燥留意事项净扮装置基本类型：气体净化与干燥留意事项一般状况下，若接受溶液作除杂试剂，则是先除一般状况下，若接受溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；杂后干燥；若接受加热除去杂质，则是先干燥后加热。若接受加热除去杂质，则是先干燥后加热。装置装置类型类型液体除杂剂液体除杂剂（不加热）（不加热）固体除杂剂固体除杂剂（不加热）（不加热）固体除杂剂固体除杂剂（加热）（加热）适用适用范围范围洗气时洗气时“长长进短出进短出”干燥管除杂质时干燥管除杂质时“大进小出大进小出”装装 置置示意示意图图装置装置类类型型排水（液）集气法排水（液）集气法向上排空气集气法向上排空气集气法向下排空气集气法向下排空气集气法装装 置置示意示意图图适用适用范范围围不溶于水（液）的不溶于水（液）的气体气体密度大于空气的气密度大于空气的气体体密度小于空气的气密度小于空气的气体体典型典型气体气体H H2 2、O O2 2、NONO、COCO、CHCH4 4、CHCH2 2CHCH2 2、CHCHCHCHClCl2 2、HClHCl、COCO2 2、SOSO2 2、H H2 2S SH H2 2、NHNH3 3、CHCH4 4三三.收集装置收集装置3、冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避开反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置设计冷凝回流装置。如在发生装置安装长玻璃管等。尾气处理装置：尾气处理装置：吸取式可用于除吸取式可用于除Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等；尾气等；尾气Cl2、SO2、Br2（蒸气）（蒸气）等可用等可用NaOH溶液吸取；尾气溶液吸取；尾气H2S可用可用CuSO4或或NaOH溶液吸取溶液吸取;HCl、NH3等可用水吸取；等可用水吸取；灼烧式可用于除尾气灼烧式可用于除尾气CH4、C2H4、C2H2、H2、CO；收集式可用于防止有毒气体进入空气中。收集式可用于防止有毒气体进入空气中。防止倒吸问题防止倒吸问题在某些试验中，由于吸取液的倒吸，会对试验产生不良的在某些试验中，由于吸取液的倒吸，会对试验产生不良的影响，如玻璃仪器的炸裂，反应试剂的污染等，因此，在影响，如玻璃仪器的炸裂，反应试剂的污染等，因此，在有关试验中必需实行确定的措施防止吸取液的倒吸。防止有关试验中必需实行确定的措施防止吸取液的倒吸。防止倒吸一般接受下列措施：倒吸一般接受下列措施：（1）切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切）切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸，照试验室中制取氧气、甲烷时，通断，以防止液体倒吸，照试验室中制取氧气、甲烷时，通常用排水法收集气体，当试验结束时，必需先从水槽中将常用排水法收集气体，当试验结束时，必需先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。导管拿出来，然后熄灭酒精灯。（2）设置防护装置）设置防护装置倒立漏斗式：如图（倒立漏斗式：如图（2）甲所示，这种装置可以增大气体与吸取液的接触面）甲所示，这种装置可以增大气体与吸取液的接触面积，有利于吸取液对气体的吸取。当易溶性气体被吸取液吸取时，导管内压积，有利于吸取液对气体的吸取。当易溶性气体被吸取液吸取时，导管内压强削减，吸取液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，强削减，吸取液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸取液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸取液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而防止吸取液的倒吸。防止吸取液的倒吸。肚容式：如图（肚容式：如图（2）乙所示，当易溶于吸取液的气体由干燥管末端进入吸取）乙所示，当易溶于吸取液的气体由干燥管末端进入吸取液被吸取后，导气管内压强削减，使吸取液倒吸进入干燥管的吸取液本身质液被吸取后，导气管内压强削减，使吸取液倒吸进入干燥管的吸取液本身质量大于干燥管内外压强差，吸取液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防量大于干燥管内外压强差，吸取液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸取液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。止吸取液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。蓄液式：如图（蓄液式：如图（2）丙所示，当吸取液发生倒吸时，倒吸进来的吸取液被预）丙所示，当吸取液发生倒吸时，倒吸进来的吸取液被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸取液进入受热仪器或反应容器。这种先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸取液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称平安瓶。装置又称平安瓶。平衡压强式：如图（平衡压强式：如图（2）丁所示，为防止反应体系中压强削减，引起吸取液）丁所示，为防止反应体系中压强削减，引起吸取液的倒吸，可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置，起着自动调的倒吸，可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置，起着自动调整系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。整系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。具有特殊作用的试验改进装置。具有特殊作用的试验改进装置。防堵塞平安装置：如防堵塞平安装置：如图图（3 3）所示，）所示，为为防止分液漏斗中防止分液漏斗中的液体不能的液体不能顺顺当流出，用橡皮管当流出，用橡皮管连连接成接成连连通装置（通装置（见见恒恒压压式）；式）；为为防止粉末或糊状物堵塞防止粉末或糊状物堵塞导导气管，可将棉花气管，可将棉花团团置于置于导导管口管口处处（见见防阻式（防阻式（I I、IIII）。）。液封装置：如液封装置：如图图（3 3）所示，）所示，为为防止气体从防止气体从长颈长颈漏斗中漏斗中逸出，可在逸出，可在发发生装置中的漏斗末端套住一只小生装置中的漏斗末端套住一只小试试管（管（见见液封式）液封式）防防污污染平安装置：如染平安装置：如图图（4 4）所示，灼）所示，灼烧烧式可用于除尾式可用于除尾气气COCO；吸取式可用于除；吸取式可用于除Cl2Cl2、H2SH2S等；收集式可用于防止等；收集式可用于防止有毒气体有毒气体进进入空气中。入空气中。设计化学试验时，应遵循四个基本要求：设计化学试验时，应遵循四个基本要求：设计化学试验时，应遵循四个基本要求：设计化学试验时，应遵循四个基本要求：科学性科学性（即试验原理、操作程序和方法必需正确）（即试验原理、操作程序和方法必需正确）平安性平安性（即用药及操作要留意平安，留意环境爱护（即用药及操作要留意平安，留意环境爱护等问题）等问题）可行性可行性（要满足中学现有的试验条件）（要满足中学现有的试验条件）简约性简约性（装置简洁、步骤少、药品用量少、时间短（装置简洁、步骤少、药品用量少、时间短等）等）例1水蒸气通过灼热的煤所产生的混和气,其主要成份是CO、H2还含有CO2和水蒸气.请用下列装置设计一个试验,以确认上述混和气中含有CO和H2.连接上述装置的正确依次是:(填各接口的代码字母)混和气()()接()()接()()接()()接()().(2)确认混和气中含有H2的试验现象是 ;其理由是 .(E)(F)接(D)(C)接(A)(B)或(B)(A)接(J)(I)接(H)(G)例例2、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。设计的制取过程是：制氯气设计的制取过程是：制氯气加净化和干燥氯气加净化和干燥氯气制氯化铝制氯化铝请回答下列问题：请回答下列问题：（1）从上列仪器中选取必需的几种，连接成一个制无水氯化铝的连）从上列仪器中选取必需的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后依次填写图的编号（不确定填满），并写出各仪器续装置，按前后依次填写图的编号（不确定填满），并写出各仪器里放入的试剂的化学式里放入的试剂的化学式（2）写出试验过程中有关反应的化学方程式。）写出试验过程中有关反应的化学方程式。答案：、2NaCl+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Cl2Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Al+3Cl2=2AlCl3例3依据下图试验,填空和回答问题:(1)烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是 ,装置()的烧杯中冷水所起的作用是 ,装置()的烧杯中液体的作用是 .(2)进行此试验时,烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住,用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠,这是因为 .(3)装置()烧杯中运用倒置漏斗可防止液体倒吸,试简述其缘由.(3)答答:当气体被吸取时，液体上升到漏斗中当气体被吸取时，液体上升到漏斗中.由于漏斗由于漏斗的容积较大的容积较大,导致烧杯中液面下降导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯中漏斗中的液体又流回烧杯中,冷凝冷凝吸取未冷凝的气体吸取未冷凝的气体溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管例4.现有确定量含有Na2O杂质的Na2O2试样.请从下图中选用适当的试验装置,设计一个最简洁的试验,测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体,6mol/L盐酸和蒸馏水)请填写下列空白:(1)写出试验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式.(2)应选用的装置是(只要求写出图中装置的标号)(3)所选用装置的连接依次应是(填各接口的字母;连接胶管省略).(2)(3)(G)接(A)(B)接(F)条件不同，生成物则不同条件不同，生成物则不同1、2P3Cl2=2PCl3(Cl2不足不足)；2P5Cl2=2PCl5(Cl2足够足够)2、2H2S3O2=2H2O2SO2(O2足够足够)；2H2SO2=2H2O2S(O2不足够不足够)3、4NaO2=2Na2O2NaO2=Na2O2(点点燃燃)4、Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O；Ca(OH)22CO2(过量过量)=Ca(HCO3)25、2Cl22Ca(OH)2=Ca(ClO)2CaCl22H2O6Cl26Ca(OH)2=Ca(ClO3)25CaCl26H2O(加热加热)6、CO2=CO2(O2足够足够)；2CO2=2CO(O2不足够不足够)7、8HNO3(稀稀)3Cu=2NO2Cu(NO3)24H2O4HNO3(浓浓)Cu=2NO2Cu(NO3)22H2O8、NaCl(固固)H2SO4(浓浓)=NaHSO4HCl2NaCl(固固)H2SO4(浓浓)=Na2SO42HCl(加热加热)9、H3PO4NaOH=NaH2PO4H2OH3PO42NaOH=Na2HPO42H2OH3PO43NaOH=Na3PO43H2O10、AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl；AlCl34NaOH(过量)=NaAlO22H2O11、NaAlO24HCl(过量)=NaCl2H2OAlCl3 NaAlO2HClH2O=NaClAl(OH)312、Fe6HNO3(热、浓)=Fe(NO3)33NO23H2O FeHNO3(冷、浓冷、浓)(钝化)13、Fe6HNO3(热、浓)=Fe(NO3)33NO23H2O Fe4HNO3(热、浓)=Fe(NO3)22NO22H2O14、Cl2HCl 3Cl2（六氯环已烷)Fe 光15、C2H5OH CH2=CH2H2O C2H5OHHOC2H5 140C2H5OC2H5H2O17、C2H5ClNaOH=C2H5OHNaClC2H5ClNaOH=CH2CH2NaClH2O18、6FeBr23Cl2（不足不足）=4FeBr32FeCl3 2FeBr23Cl2（过量）=2Br22FeCl3170170ClClClClClCl Cl滴加依次不同，现象不同滴加依次不同，现象不同1、AgNO3与与NH3H2O：AgNO3向向NH3H2O中滴加中滴加起先无白色沉起先无白色沉淀，后产生白色沉淀淀，后产生白色沉淀NH3H2O向向AgNO3中滴加中滴加起先有白色起先有白色沉淀，后白色沉淀消逝沉淀，后白色沉淀消逝2、Ca(OH)2与与H3PO4(多元弱酸与强碱反应均有多元弱酸与强碱反应均有此状况此状况)：Ca(OH)2向向H3PO4中滴加中滴加起先无白色沉淀，起先无白色沉淀，后产生白色沉淀后产生白色沉淀H3PO4向向Ca(OH)2中滴加中滴加起先有白色沉淀，起先有白色沉淀，后白色沉淀消逝后白色沉淀消逝3、NaOH与与AlCl3：NaOH向向AlCl3中滴加中滴加起先有白色沉淀，后起先有白色沉淀，后白色沉淀消逝白色沉淀消逝AlCl3向向NaOH中滴加中滴加起先无白色沉淀，后起先无白色沉淀，后产生白色沉淀产生白色沉淀4、HCl与与NaAlO2：HCl向向NaAlO2中滴加中滴加起先有白色沉淀，后起先有白色沉淀，后白色沉淀消逝白色沉淀消逝NaAlO2向向HCl中滴加中滴加起先无白色沉淀，后起先无白色沉淀，后产生白色沉淀产生白色沉淀5、Na2CO3与盐酸：与盐酸：Na2CO3向盐酸中滴加向盐酸中滴加起先有气泡，后不起先有气泡，后不产生气泡产生气泡盐酸向盐酸向Na2CO3中滴加中滴加起先无气泡，后产起先无气泡，后产生气泡生气泡