实验室制取气体的装置.pdf

实验室制取气体的装置 TYYGROUP system office room【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-实验室制取气体的装置：一三种气体的制备 1.氧气（O2）2KMnO4 K2MnO4 +MnO2+O2 2KClO3 MnO2 2KCl+3O2 2H2O2 2H2O+O2 2.二氧化碳（CO2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2（不能用 HCl 与 Na2CO3反应的原因：Na2CO3易溶于水，与盐酸反应速率快，不利于收集）3.氢气（H2）ZnH2SO4 =ZnSO4H2（不用 Al 反应速率快，而 Fe 反应慢）二根据反应物的状态和反应条件分为两种类型 1.固+固 气体 发生装置(图 1)：制取氧气：2KMnO4 K2MnO4 +MnO2+O2 2KClO3 MnO2 2KCl+3O2 2.固+液气体 发生装置(图 2)：)制取氧气：反应原理：2H2O2 2H2O+O2 制取二氧化碳：反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 制取氢气：反应原理：ZnH2SO4 =ZnSO4H2 三实验装置的组成（四个部分）1.发生装置 A.固+固 气体（图 1）注意事项试管口略向下倾斜，防止水倒流，致使试管炸裂。铁夹夹在离试管口 1/3 处。试管内导管刚露出橡皮塞即可，便于导出气体。高锰酸钾制氧气时试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒随气流进入导管。酒精灯加热要用外焰加热 B.固+液气体(图 2)还可以用 MnO2 注意事项 2.洗气装置（除杂和干燥）1.气体的净化（除杂）一定先净化后干燥（）,对于实验室制备氧气时可能含有的杂质只有水，而制备 CO2和 H2时除了又水还有 HCl 气体。在制备 CO2和 H2一定要先出去 HCl 再干燥。H2（HCl）用 NaOH溶液 CO2（HCl）用 NaHCO3溶液 2.气体的干燥（除去水）干燥剂有：浓硫酸（酸性）、碱石灰（碱性）酸性干燥剂：不能干燥碱性气体如氨气；碱性干燥剂；不能干燥酸性气体如二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫、氯化氢等 注意：证明时，一定要先证明水再证明其它物质，证明水一定要用无水硫酸铜；除去水时，先除去杂质，再除去水。证明二氧化碳一定要用澄清石灰水。(例 2)3.收集装置 常用气体的收集方法：（一般有毒排水、无毒排空）A：排水法 适用于难或不溶于水且与水不反应的气体，导管稍稍伸进瓶内。（CO、N2、NO 只能用排水法）B：向上排空气法 适用于密度比空气大的气体（CO2、HCl 只能用向上排空气法）C：向下排空气法 适用于密度比空气小的气体。如 H2 排气法：导管应伸入瓶底 4.尾气处理装置 有毒的气体不能直接排放到空气中（CO）四操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。连接装置：先下后上，从左到右的顺序。检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）固定装置：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部 加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。收集气体：a、若用排水集气法收集气体，气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)（防止气体逸出）b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；导管只需略微伸入试管塞 装药品时，先装固体后装液体 该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体 用排水法收集时，导管放在集气瓶口 先将导管移出水面 再停止加热 五气体的验满 六氧化铜（CuO）的还原实验 H2、CO、C 还原 CuO 实验的比较 H2还原 CuO CO 还原 CuO C 还原 CuO 化学方程式 H2+CuO Cu+H2O CO+CuO Cu+CO2 C+2 CuO 2Cu+CO2 装置图 装置特点 试管口略向_倾斜；通 H2 的导管伸至试管底部于 CuO 上方 因 CO 有_,增加对尾气处理装置，防止 CO 污染空气 试管口略向下倾斜；反应需高温；操作步骤 反应前需检验气体纯度。还原过程分四步：一通，二点，三撤，四停 检查气密性；装药品固定试管；点燃；移导管，熄灭酒精灯。实验现象 黑色 CuO 变成_色；试管口有_生成 黑色 CuO 变成_色；生成的气体使澄清石灰水变浑浊 黑色固体逐渐减少；有光亮红色固体生成；生成的气体使澄清石灰水变浑浊 对于用氢气和一氧化碳还原氧化铜时要先同一会气体再加热（）七探究性试验 1.提出假设问题2.证明假设（试验操作）3.得出结论（试验现象）4.讨论 例1.某化学兴趣小组利用锌和浓盐酸以及下图所示装置来制取干燥、纯净的氢气，并验证气体中的杂质。(1)实验中看到B 中无水硫酸铜变蓝色，这说明产生的气体中含有杂质 (填化学式)，除此以外，还可能含有的杂质气体是 (填名称)。为了检验该杂质，可将E 装置连接到上述装置中 (填序号)之间，气体从 (填 a 或 b)进入装置E，E 中所放试剂为 ，观察到的现象是 。(2)C装置的作用是 ；(3)此实验收集氢气的下列方法中，你认为最合理的是 。(填选项编号)向上排空气法 用干瘪气球收集 排水法 例 2.(08四川眉山)(6分)下图为常见的实装置(用途不一)，根据下列要求回答问题，装置可重复使用。提示：H2+CuO Cu+H2O，无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。(1)将含有水蒸汽的氢气干燥后还原氧化铜，则该气体先要通过装置 (填序号，下同)。(2)如果要验证混合气体由H2、CO 组成，则需要连接的仪器顺序为 。a b(3)如果要验证混合气体由 CO、CO2组成，则需要连接的仪器顺序为 。(4)如果要验证混合气体由 H2、H2O 组成，则需要连接的仪器顺序为 。(5)如果要验证混合气体由 CO2、CO、H2组成，则需要连接的仪器顺序为 例 3.甲酸(HCOOH)通常是一种无色易挥发的液体，它在浓硫酸作用下易分解，反应方程式为：HCOOH 浓硫酸 CO+H2O，某课外活动小组的同学欲用该反应来制取 CO，并还原红棕色的氧化铁粉末。现有下列仪器或装置供选择：（1）用甲酸滴入浓硫酸的方法制取CO，应选 （填序号）装置；如果要除去 CO 中混有少量甲酸气体，最好选择上图中 （填序号）进行洗气。（2）用上述方法制取的 CO 还原氧化铁，并检验气体产物，则各仪器的接口连接顺序为：（填字母）。（3）在对氧化铁粉末加热前，为安全起见，应进行的一项重要操作是 。（4）从开始加热到实验结束，氧化铁粉末的颜色变化为 ，反应方程式为 。（5）上述实验的尾气不能直接排放到空气中，请你说出一种处理尾气的方法：。（6）在该制取 CO 的反应中，浓硫酸所起的是 作用。例 3.实验室常用下列装置来制取氧气：（1）写出图中有标号仪器的名称：a 、b ；（2）用双氧水和二氧化锰来制取氧气时，可选用的发生装置是 （填序号），其中二氧化锰起 作用。（3）用高锰酸钾制取氧气时，发生反应的化学方程式为 。（4）用 E 装置收集氧气的依据是 ，检验氧气是否集满的方法是 。（5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气常温下NH3是一种无色、有刺激 性气味的气体，密度比空气小。NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性。制取氨气反应的方程式：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2X。X 的化学式为：。(1)写出图中标号的仪器名称：a ；b 。(2)写出实验室用装置制取氧气的化学方程式 。(3)通过查阅资料得知：氨气(NH3)是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水；氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体。小芳同学加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，她应选择的反应的发生装置是 ，收集装置是 。(填字母编号)(4)小芳将收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞的水中，观察到的现象是 ，。(5)请写出氨气和氧化铜反应的化学方程式 。5.(07 汕头)(14 分)请根据下列装置图回答：(1)写 出 下 列 仪 器 的 名 称：，。(2)如 果 用 大 理 石 和 稀 盐 酸 制 取 并 收 集 CO2，应 选 用 上 图 中 的 (填序 号)；其化学方程式为 。(3)若用加热固体 KmnO4来制取并用排水法收集一瓶 O2，应选用上面图中的 (填序号)，其化学方程式为 。(4)已知乙炔(C2H2)气体可用水和 CaC2反应制取。请你完成制取乙炔的化学反应方程式：CaC2+=+C2H2。乙炔气中常含酸性杂质气体 CO2和 H2S，请在右边方框中补画出除杂装置(导气管用直线表示)，并标注必要的试剂。6.实验室常用的干燥剂“碱石灰”是 CaO 和固体 NaOH 的混合物，极易与空气中水蒸汽和 CO2反应而变质。某同学对一瓶久置的“碱石灰”作了如下探究：（1）【猜想】猜想：没有变质，“碱石灰”只含有 CaO、固体 NaOH；猜想：已完全变质，“碱石灰”全部变成了 CaCO3和 Na2CO3。则 CaO 与水反应的反应方程式为。（2）【实验】如下图所示：（3）【判断】a若 Ca(OH)2、CaCO3和 Na2CO3投入到水中不会放热，则由操作现象判断：猜想（填：成立、不成立）b操作发生化学反应的方程式为；由操作的现象判断：滤液中含有（写化学式）；由此判断猜想（填：成立、不成立）。c综合 a 和 b 的结论，判断该样品变质情况为。（4）【拓展】由上述实验说明，实验室中“碱石灰”应 保存；操作中玻棒的作用是。7.某学生小组对过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究。(1)假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳。(2)设计方案：将一定量氧化铁在隔绝氧气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。(3)查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应，可用来隔绝氧气。(4)实验：操作步骤及实验现象 简 答 称取 32g 氧化铁与 2g 炭粉均匀混合，放入重 4848g 的玻璃管中，按上图装置连接 写出装置中编号仪器的名称：A ，B 加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气 其目的是 夹紧 T 处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊 该现象说明 完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为 5224g (5)数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为 048g，氧元素质 量为 096g (6)结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是