实验室气体_制取和收集

1、实验室制取气体专题实验室制取气体专题 一、一、气体制取气体制取装置装置 1.气体发生装置 加热固体制备气体的装置（见上图） 反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。 装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说 明装置气密性良好。 （原理：气体的热胀冷缩） 加热时的注意事项： 绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精。 加热应用外焰加热。 绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。 禁止用嘴吹灭酒精灯。加热结束时，酒精灯的火焰应该用灯帽盖灭。 铁夹应夹在试管的中上部，大约是距试管口 1/3 处。 药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。 试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。 试管内导管应稍露出胶塞即可。如果太长，不利于气体排出。 停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试 管中，使试管炸裂。 选择装置时，要选择带有橡皮塞的弯管。 固液混合在常温下反应制备气体的装置（见上图） 反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。 装置气密性的检查方法：在导管出口处套上橡皮塞，用弹簧

2、夹夹紧橡皮塞，从漏斗中加水。如 果液面稳定后水面不下降，则表明装置气密性良好。 要根据实际情况选择(a)(b)(c)(d)四种装置。 装置(a)的特点：装置简单，适用于制取少量的气体；容易造成气体泄漏，增加药品不太方 便。 装置(b)的特点：便于随时添加药品。 装置(c)的特点：可以控制反应速率。 装置(d)的特点：可以控制反应的发生和停止。 （希望停止反应时，用弹簧夹夹住橡皮管。这 时由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降） 如果使用长颈漏斗，注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从 长颈漏斗逸出。使用分液漏斗时无需考虑这个问题。 选择装置时， 要选择带有橡皮塞的直管。 (a)装置使用单孔橡皮塞， (b)(c)(d)装置使用双孔橡皮塞。 固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。 2.气体收集装置 排水法收集气体的装置（见右图） 适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。 注意事项： 集气瓶中不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。 应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。 在气泡连续均匀放出之前，导气管管口不应

3、伸入到集气瓶口。 如果瓶口出现气泡，说明气体收集满。 如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。 气体收集完毕后，要在水下把玻璃片盖在集气瓶口上，否则收集到的气体不纯。 收集完毕后，如果收集的气体的密度比空气大，集气瓶口应该朝上；如果收集的气体的密 度比空气小，集气瓶口应该朝下。 向上排空气法收集气体的装置（见右图） 适用情况：气体密度大于空气（相对分子质量大于 29） ，且不与空气中的成分反应。 要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。 密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。 暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以了。 向下排空气法收集气体的装置（见右图） 适用情况：气体密度小于空气（相对分子质量小于 29） ，且不与空气中的成分反应。 要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。 密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。 暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。 导气管属于发生装置。把导气管画在收集装置中，是为了更好地说明问题。 二、二、实验室制取氧气实验室制取氧气 1.加热高锰酸钾制取氧气 反应原理：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 发生装置

4、：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。 收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。 由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的 装置。 步骤： 查：检查装置的气密性。 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。 定：将试管固定在铁架台上。 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。 移：把导管移出水槽。 熄：熄灭酒精灯。 验满： （用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。 （用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。 检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。 注意事项： 停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管 炸裂。 加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾被吹入导管，使导管堵塞。 棉花不要离高锰酸钾太近，否则会导致

5、发生装置爆炸。 2.分解过氧化氢溶液制取氧气 反应原理：2H2O22H2O+O2（催化剂可换成硫酸铜溶液） 发生装置：由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。 收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。 由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的 装置。 验满： （用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。 （用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。 检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。 不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气！因为加热过氧化氢溶液时，过氧化氢分解产生的氧气和水蒸 气一起逸出，水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。 3.加热氯酸钾制取氧气 反应原理：2KClO32KCl+3O2 发生装置和收集装置：和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。 验满： （用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。 （用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口

6、，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。 检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。 三、三、实验室制取二氧化碳实验室制取二氧化碳 原料：大理石或石灰石、稀盐酸。 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进 行。 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控 制和收集，且成本较高。 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成 气体） 收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大） 检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如 果液面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。 验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内） ，如果火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满了。 检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄

7、清的石灰水变浑浊，就证明收集的气体是二氧化碳。 净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液 的洗气瓶（除去氯化氢） ，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥） 。 四、实验室制取氢气四、实验室制取氢气 反应原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 反应物的选择：选用锌粒和稀硫酸。 不使用稀盐酸，因为：盐酸易挥发，使制得的氢气中含有氯化氢气体。 不用镁是因为反应速度太快，不用铁是因为反应速度太慢。 发生装置和收集装置：发生装置同分解过氧化氢制取氧气的发生装置；收集装置可选择排水法收集 气体的装置或向下排空气法收集气体的装置。 用排空气法收集氢气时，不能验满！用排水法收集氢气时，如果集气瓶口出现气泡，说明氢气收集 满。 在点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。 可燃性气体的验纯方法：用排水法收集一试管可燃气体，用拇指堵住试管口移近火焰点燃。如果气 体较纯，气体将会安静地燃烧，并发出“噗”声；如果气体不纯，会发出尖锐爆鸣声。 如果验纯时发现气体不纯，需要再收集再检验时，必须对试管进行处理（用拇指在试管口堵住一会 或更换试管） ，以免发生爆炸。 检验：点燃。纯净的氢气能够安静地燃烧，发出淡蓝色火焰；而不纯的氢气在燃烧时会发出尖锐的爆鸣 声。

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