高中气体实验室气体制备净化和干燥装置课件.ppt

高中气体实验室气体制备净化和干燥装置第1页，此课件共35页哦3 3、气体的净化装置、气体的净化装置3.2除杂装置除杂装置（1）洗气瓶）洗气瓶）洗气瓶）洗气瓶（2）干燥管）干燥管）干燥管）干燥管（3 3）加热管）加热管cd第2页，此课件共35页哦3、气体的净化装置3.2干燥装置干燥装置3.2.1干燥装置干燥装置（1）洗气瓶）洗气瓶（2）干燥管）干燥管第3页，此课件共35页哦 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 保持一致保持一致干燥剂的选择及使用原则干燥剂的选择及使用原则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酸性干燥剂酸性干燥剂（如：浓硫酸、（如：浓硫酸、P2O5、硅胶等）、硅胶等）不能用来干燥碱不能用来干燥碱性气体性气体；碱碱性性干干燥燥剂剂 (如如碱碱石石灰灰、生生石石灰灰、固固体体NaOHNaOH等等)不不能能用用来来干干燥酸性气体燥酸性气体如如Cl2。有有氧氧化化性性的的干干燥燥剂剂（如如浓浓硫硫酸酸）不不能能干干燥燥有有还还原原性性气气体体（如如H2S、HI等）等）。第4页，此课件共35页哦第5页，此课件共35页哦第6页，此课件共35页哦第7页，此课件共35页哦3 3、气体的净化装置、气体的净化装置3.2干燥装置干燥装置3.2.2干燥剂的选择干燥剂的选择液态干燥剂液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂装置装置洗气瓶洗气瓶干燥管（球形、干燥管（球形、U形）形）干燥剂干燥剂浓硫酸浓硫酸无水无水CaCl2P2O5碱石灰碱石灰可干燥气可干燥气体体不可干燥不可干燥气体气体H2、O2、Cl2、HCl、H2S、CH4、C2H4、C2H2、NH3、SO2、NO、NO2、CO、CO2NHNH3 3、H H2 2S S、C C2 2H H4 4、C C2 2H H2 2NHNH3 3NHNH3 3ClCl2 2、HXHX、H H2 2S S、SOSO2 2 、NONO2 2、COCO2 2第8页，此课件共35页哦气体的净化与尾气处理气体的净化与尾气处理1净化与干燥装置净化与干燥装置(1)设计原则：根据净化药品的状态及条件。设计原则：根据净化药品的状态及条件。(2)装置基本类型：液体除杂剂装置基本类型：液体除杂剂(不加热不加热)如图如图1所示；固体除杂剂所示；固体除杂剂(不加热不加热)如图如图2(a)、2(b)所所示；固体除杂剂示；固体除杂剂(加热加热)如图如图3所示。所示。第9页，此课件共35页哦第10页，此课件共35页哦(3)常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：酸性干燥剂：如浓硫酸、五氧化二磷、硅酸性干燥剂：如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如：体，如：CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等气体。等气体。碱性干燥剂，如碱石灰、生石灰、固体碱性干燥剂，如碱石灰、生石灰、固体NaOH。碱性干燥剂用来干燥显碱性或中性。碱性干燥剂用来干燥显碱性或中性的气体，如：的气体，如：NH3、H2、O2、CH4等气体。等气体。第11页，此课件共35页哦中性干燥剂：如无水氯化钙等，可以干燥显中性干燥剂：如无水氯化钙等，可以干燥显中性、酸性、碱性气体，如：中性、酸性、碱性气体，如：O2、H2、CH4等，等，但不能干燥但不能干燥NH3，因二者易结合生成，因二者易结合生成CaCl28NH3。2尾气的处理方法尾气的处理方法(1)对于极易溶于水的尾气，如对于极易溶于水的尾气，如NH3、HCl、HBr等，需采用防倒吸装置等，需采用防倒吸装置(即在导气管的出气口处即在导气管的出气口处连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触)吸收。吸收。第12页，此课件共35页哦(2)对于溶解度不大的尾气，如对于溶解度不大的尾气，如Cl2、CO2等，等，可直接将出气管插入吸收剂液面下吸收。可直接将出气管插入吸收剂液面下吸收。(3)对于有毒且易燃的气体，如对于有毒且易燃的气体，如CO等，可采等，可采取在尾气出口处放置一点燃的酒精灯，使取在尾气出口处放置一点燃的酒精灯，使CO燃烧转变为无毒的燃烧转变为无毒的CO2气体。气体。第13页，此课件共35页哦拟用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的拟用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂表示相应仪器中加入的试剂)。第14页，此课件共35页哦第15页，此课件共35页哦气体气体abcdCl2浓盐浓盐酸酸MnO2NaOH溶液溶液 浓浓H2SO4NH3饱饱和和NH4Cl溶溶液液消石灰消石灰H2O固体固体NaOHC2H4浓浓H2SO4乙醇乙醇NaOH溶液溶液 浓浓H2SO4NO稀稀HNO3铜铜屑屑H2OP2O5第16页，此课件共35页哦(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是_。(2)指出不能用上述方法制取的气体，并说明指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由理由(可以不填满可以不填满)气体气体_，理由是，理由是_。气体气体_，理由是，理由是_。气体气体_，理由是，理由是_。气体气体_，理由是，理由是_。第17页，此课件共35页哦【解析解析】由于所给制备装置中，没有温度由于所给制备装置中，没有温度计无法控制反应温度，不能确定是否有计无法控制反应温度，不能确定是否有C2H4产生，也就不能得到干燥纯净的产生，也就不能得到干燥纯净的C2H4；所给；所给装置虽然加热时可以产生装置虽然加热时可以产生Cl2，但在，但在C装置中装置中用用NaOH溶液除溶液除HCl同时，同时，Cl2也被吸收。也被吸收。第18页，此课件共35页哦饱和饱和NH4Cl溶液与消石灰作用产生溶液与消石灰作用产生NH3，但在，但在通过通过c装置时被水吸收，最后也得不到装置时被水吸收，最后也得不到NH3。铜与稀硝酸作用产生铜与稀硝酸作用产生NO气体，部分气体，部分NO气体被气体被装置中的氧气氧化为装置中的氧气氧化为NO2，但在通过，但在通过c装置中装置中的水时，的水时，3NO2H2O=2HNO3NO又得到又得到NO，经，经P2O5干燥得到纯净的干燥得到纯净的NO。第19页，此课件共35页哦【答案答案】(1)NO(2)C2H4装置中没有装置中没有温度计，无法控制反应温度温度计，无法控制反应温度Cl2反应生反应生成的成的Cl2被被c中的中的NaOH吸收了吸收了NH3反应反应生成的生成的NH3被被c中的中的H2O吸收了吸收了第20页，此课件共35页哦 友情提醒友情提醒尾气的吸收尾气的吸收用水吸收的是：用水吸收的是：NH3、HCl(注意防倒吸注意防倒吸)；用烧碱溶液吸收的是：用烧碱溶液吸收的是：Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2；用硫酸铜溶液或醋酸铅溶液吸收的是：用硫酸铜溶液或醋酸铅溶液吸收的是：H2S；高温下用铜除去高温下用铜除去O2，用氧化铜可除去，用氧化铜可除去CO、H2；用点燃法可除去用点燃法可除去CO。第21页，此课件共35页哦2某兴趣小组设计了如图所示的实验装置，既某兴趣小组设计了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于收集和验证气可用于制取气体，又可用于收集和验证气体的性质。体的性质。第22页，此课件共35页哦(1)在不改变在不改变、装置及位置的前提下，若装置及位置的前提下，若要制取和收集要制取和收集NO气体，可采取的改进方法气体，可采取的改进方法是装置是装置内充满水；若要制取和收集内充满水；若要制取和收集NO2气气体，可采取的改进方法是体，可采取的改进方法是_。(2)装置装置中使用球形干燥管中使用球形干燥管D可防止液体倒可防止液体倒吸，其原因是吸，其原因是_。第23页，此课件共35页哦解析：解析：(1)装置装置如果是用排空气法收集气体，如果是用排空气法收集气体，可收集的是密度小于空气密度的气体，而可收集的是密度小于空气密度的气体，而NO2的密度大于空气的密度，在不能改变装置结构的密度大于空气的密度，在不能改变装置结构的前提下，只能用排液法来收集，按要求是不的前提下，只能用排液法来收集，按要求是不能与能与NO2反应、难挥发、反应、难挥发、NO2不在其中溶解的不在其中溶解的液体。液体。(2)当气体被吸收时，液体上升到球形管当气体被吸收时，液体上升到球形管中。由于球形管容积较大，导致试管中的液面中。由于球形管容积较大，导致试管中的液面明显下降，使球形管管口脱离液面，球形管中明显下降，使球形管管口脱离液面，球形管中的液体又流回试管中，从而防止了倒吸。的液体又流回试管中，从而防止了倒吸。第24页，此课件共35页哦答案：答案：(1)在在装置中加满难挥发的有机溶剂装置中加满难挥发的有机溶剂(2)当气体被吸收时，液体上升到球形管中。当气体被吸收时，液体上升到球形管中。由于球形管容积较大，导致试管中的液面明由于球形管容积较大，导致试管中的液面明显下降，使球形管管口脱离液面，球形管中显下降，使球形管管口脱离液面，球形管中的液体又流回试管中，从而防止了倒吸。的液体又流回试管中，从而防止了倒吸。第25页，此课件共35页哦第26页，此课件共35页哦第27页，此课件共35页哦4.气体的净化(1)气体净化原则：先除杂后干燥，不损失主体气体，不引入新的杂质。(2)常见气体的净化。气体所含杂质净化剂净化装置图H2H2SCO2HCl或SO2Cl2HClSO2HClH2SHClCH4C2H4CuSO4溶液饱和NaHCO3溶液饱和食盐水饱和NaHSO3溶液饱和NaHS溶液溴水第28页，此课件共35页哦气体所含杂质净化剂净化装置图COCO2，H2ON2O2CO2CO或H2灼热氧化铜续表碱石灰灼热的铜网第29页，此课件共35页哦(3)常见干燥装置及适用气体。类型液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2等H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4等H2、O2、N2、CH4、NH3、CO等 不可干燥的气体NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl、H2S等浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)第30页，此课件共35页哦第31页，此课件共35页哦第32页，此课件共35页哦第33页，此课件共35页哦第34页，此课件共35页哦第35页，此课件共35页哦