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氣體制備裝置設計原則

發布時間:2021-12-07 07:15:58

A. 選擇製取氣體的發生裝置應該考慮的因素

製取氣體的話,一般不考慮氣體的因素,而是考慮反應物的因素,而收集氣體的話
排空氣法要靠慮氣體的密度,從而選擇向上或向下排,排水法的話要考慮氣體的水溶性,按容不容易溶於水要考慮是否將導管插到液面以下,還可以用排某物質的飽和溶液,這樣效果是一樣的

B. 製取氣體發生裝置的選擇依據是什麼

發生裝置的選擇依據:反應物的狀態和反應條件.①如果反應物的狀態都是固體,反應條件需要加熱,選用圖1所示裝置(制氧氣裝置);②如果反應物的狀態是固體和液體,反應條件不需加熱,選用圖2或圖3所示裝置(制氫氣或二氧化碳裝置).

C. 三個化學問題:1氣體凈化裝置選擇的依據是2設計製取氣體實驗的原則是3檢查裝置氣密性的原則是

實驗方案的設計和氣體的制備
[要點精析]
一、氣體的制備
1.氣體發生裝置的類型
(1)設計原則:根據反應原理、反應物狀態和反應所需條件等因素來選擇反應裝置。
(2)裝置基本類型:
裝置類型固體反應物(加熱)固液反應物(不加熱)固液反應物(加熱) 裝置
示意圖
典型氣體 O2、NH3、CH4 H2、CO2、H2S H2、CO2、H2S、SO2、NO、NO2、C2H2、O2、NH3、 Cl2、HCl、CO CH2=CH2 2.幾種氣體制備的反應原理
(1)O2 2KClO3 2KCl+3O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O22H2O+O2↑
(2)NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH3·H2ONH3↑+H2O
(3)CH4 CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑
(4)H2 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
(5)CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(6)SO2 Na2SO4+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(7)NO2 Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(8)NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(9)C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
(10)Cl2 MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(11)C2H4 C2H5OHCH2=CH2↑+H2O
(12)H2 S FeS+H+=H2S↑+Fe2+
3.收集裝置
(1)設計原則:根據氧化的溶解性或密度
裝置類型排水(液)集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法裝 置
示意圖 適用范圍不溶於水(液)的氣體密度大於空氣的氣體密度小於空氣的氣體典型氣體 H2、O2、NO、CO、CH4、
CH2=CH2、CH≡CH Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S H2、NH3、CH4 註:以上三種方法所得氣體均不純凈:排氣法所得氣體中含有空氣、排水法所得氣體中含有水蒸氣,故要得到純凈的氣體可以用球膽或塑料袋或注射器收集。
(2)裝置基本類型:
4.凈化與乾燥裝置
(1)設計原則:根據凈化葯品的狀態及條件
(2)裝置基本類型:
裝置類型液體除雜劑(不加熱)
(也可以裝固體吸收劑)固體除雜劑(不加熱)固體除雜劑(加熱)裝 置
示意圖 (3)氣體的凈化劑的選擇
選擇氣體吸收劑應根據氣體的性質和雜質的性質而確定,所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質,而不能與被提純的氣體反應。一般情況下:①易溶於水的氣體雜質可用水來吸收;②酸性雜質可用鹼性物質吸收;③鹼性雜質可用酸性物質吸收;④水分可用乾燥劑來吸收;⑤能與雜質反應生成沉澱(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。
(4)氣體乾燥劑的類型及選擇
常用的氣體乾燥劑按酸鹼性可分為三類:
①酸性乾燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性乾燥劑能夠乾燥顯酸性或中性的氣體,如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等氣體。
②鹼性乾燥劑,如生石灰、鹼石灰、固體NaOH。鹼性乾燥劑可以用來乾燥顯鹼性或中性的氣體,如NH3、H2、O2、CH4等氣體。
③中性乾燥劑,如無水氯化鈣等,可以乾燥中性、酸性、鹼性氣體,如O2、H2、CH4等。
在選用乾燥劑時,顯鹼性的氣體不能選用酸性乾燥劑,顯酸性的氣體不能選用鹼性乾燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的乾燥劑。能與氣體反應的物質不能選作乾燥劑,如不能用CaCI2來乾燥NH3(因生成 CaCl2·8NH3),不能用濃 H2SO4乾燥 NH3、H2S、HBr、HI等。
(5)氣體凈化與乾燥注意事項
①一般情況下,若採用溶液作除雜試劑,則是先除雜後乾燥;若採用加熱除去雜質,則是先乾燥後加熱。
②對於有毒、有害的氣體尾氣必須用適當的溶液加以吸收(或點燃),使它們變為無毒、無害、無污染的物質。如尾氣Cl2、SO2、Br2(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收;尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾氣CO可用點燃法,將它轉化為CO2氣體。
③對於易爆的氣體應點燃尾氣,不能排放在實驗室中。
5.氣體實驗裝置的設計
(1)裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→反應或收集裝置→除尾氣裝置
(2)安裝順序:由下向上,由左向右
(3)操作順序:裝配儀器→檢驗氣密性→加入葯品
二、實驗方案的設計
1.性質實驗方案設計
(1)在進行性質實驗方案的設計時,要充分了解物質的結構,性質,用途與製法之間的相互聯系。
(2)性質實驗的設計一般包括反應原理,實驗儀器與操作、反應現象和實驗結論幾個方面。
(3)化學性質實驗方案的設計,首先要求抓住物質本質特徵進行整理和思考,然後進行分析、比較、綜合和概括。需要在元素周期律等化學理論知識的指導下,將元素及其化合物的知識進行整理,使之系統化、網路化、在提取知識時能夠准確、全面,並能注重知識間的內在聯系。
2.制備實驗方案設計
(1)物質制備方案的設計,首先要弄清物質制備的原理,從原理為切入點設計方案,方案一般已包括實驗名稱、目的、原理、用品、步驟、現象記錄及結果處理。
(2)針對一個實驗,可以設計出多種方案,要會得對每個方案進行科學的評價,評價可從以下幾個方面進行:①理論上要科學。②操作上要簡單可行。③原料用量要節約。④要環保,符合綠色化學原則。
[例題3]下圖表示某種鹽的制備步驟:

已知:水合鹽B含有45.3%的水;無水鹽C焙燒分解,放出兩種無色刺激性氣體E和F,並生成紅棕色固體D。
請寫出物質的化學式或名稱:
A ,B ,C ,D ,
E ,F 。
[分析]紅棕色固體是一個特徵信息,可聯想到氧化鐵等顯紅棕色的物質。逆向推測無水鹽可能含鐵的硫酸鹽。再根據反應條件可推斷出C是硫酸亞鐵,根據B中含水的質量分數可得出B是FeSO4·7H2O。
[答案]A.Fe;B.FeSO4·7H2O;C.FeSO4;D.Fe2O3;E.SO2;F.SO3(E.SO3,F.SO2)。

3.檢驗實驗方案設計
(1)熟練掌握各類物質的物理性質(顏色,氣味,熔、沸點,水溶性),化學性質及相互反應的現象,尤其是一些選擇性反應與特徵反應。
(2)物質鑒定的關鍵在於通過分析,推理設計出合理的鑒定過程。
(3)鑒定的基本原則:
①被鑒定的物質是固體,則一般需要用蒸餾水溶解;②待鑒定物質在實驗時應取少量;③要檢驗多種成份,應進行平行實驗,防止一隻試管進行到底,造成前後干擾;④由現象定結論,由特定條件下的特定現象,證明其含有特定的微粒。
FeCl3溶液滴入苯、CCl4中,可根據分層現象區分。FeCl3溶液滴入NaCl溶液中,不會產生明顯現象。FeCl3溶液NaI溶液中會生成I2。FeCl3溶液滴入Na2SO3溶液中會發生如下反應:2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+,能產生褪色、氣泡等多種現象。所以氯化鐵溶液能用於檢別五種溶液。
酸性KMnO4滴入苯和CCl4中,也可根據分層現象區分。酸性KMnO4滴入氯化鈉溶液中無明顯現象。酸性KMnO4滴入碘化鈉溶液中會生成I2,滴入亞硫酸鈉溶液中會生成硫酸鈉,都會產生明顯的實驗現象差異。所以酸性KMnO4能用於檢別五種溶液。
[注意點]從思維角度看,解答指定試劑檢驗題主要用到的是定向思維,只要分析給定試劑跟待檢物質能發生什麼反應,反應中有什麼現象,各種待檢物質跟試劑反應時的現象是否有明顯差異等等。有些反應的原理雖然相近,但實驗現象有明顯差異,也可以用於檢別。有些反應的原理有很大不同,但不能產生明顯差異的實驗現象,也不能用於檢別。
4.綜合實驗方案設計
(1)化學實驗方案設計的基本要求
①科學性,實驗原理,准確,實驗流程合理。
②安全性,保護人身、保護環境、保護儀器。
③可行性,條件允許,效果明顯,操作正確。
④簡約性,做到步驟少,時間短、效果好等基本要求。
(2)化學實驗方案設計的基本思路
①明確目的原理
首先必須認真審題,明確實驗的目的要求,弄清題目有哪些新的信息,綜合已學過的知識,通過類比、遷移、分析,從而明確實驗原理。
②選擇儀器葯品
根據實驗的目的和原理,以及反應物和生成物的性質、反應條件,如反應物和生成物的狀態,能否腐蝕儀器和橡皮、反應是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍等,從而選擇合理的化學儀器和葯品。
③設計裝置步驟
根據上述實驗目的和原理,以及所選用的儀器和葯品,設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。學生應具備識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖的能力,實驗步驟應完整而又簡明。
④記錄現象數據
根據觀察,全面而准確地記錄實驗過程中的現象和數據。
⑤分析得出結論
根據實驗觀察的現象和記錄的數據,通過分析、計算、圖表、推理等處理,得出正確的結論。
以上只是解答綜合實驗設計題的一般思考方法。在解答過程中,應根據實驗設計題的具體情況和要求,作出正確的回答。
(3)化學實驗方案設計的注意事項
①凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防液體倒吸;②進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸 (如H2還原CuO應先通H2,氣體點燃先驗純等);③防氧化(如H2還原CuO後要"先滅燈再停氫",白磷切割宜在水中等);④防吸水(如實驗、取用、製取易吸水、潮解、水解宜採取必要措施,以保證達到實驗目的);⑤冷凝迴流(有些反應中,為減少易揮發液體反應物的損耗和充分利用原料,需在反應裝置上加裝冷凝迴流裝置 (如長玻璃管、豎裝的乾燥管及冷凝管等);⑥易揮發液體產物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻;⑦儀器拆卸的科學性與安全性(也從防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考慮);⑧其他(如實驗操作順序、試劑加人順序、實驗方法使用順序等)。

D. 選擇氣體的製取裝置時需要考慮什麼

因為發生裝置的選定與反應物的狀態和反應條件有關.如反應物是固體+液體反應,不需加熱,屬於固液常溫型製取氣體;反應物都是固體,且需要加熱,屬於固體加熱型,需要選用有酒精燈等加熱裝置的裝置.故確定某種氣體的發生裝置時,需要考慮的因素是反應物的狀態和反應條件.
A、選擇製取氣體發生裝置的儀器時與反應物的狀態有關,故選項正確.
B、選擇製取氣體發生裝置的儀器時與反應物的狀態和反應條件有關,無需考慮所制氣體的顏色,故選項錯誤.
C、選擇製取氣體發生裝置的儀器時與反應物的狀態和反應條件有關,無需考慮反應物的顏色,故選項錯誤.
D、選擇製取氣體發生裝置的儀器時除了與反應物的狀態有關,還與反應條件有關.
故答案為:A;反應條件.

E. 設計氣體制備的發生裝置應考慮的因素是什麼

根據葯品狀態選取設備;根據葯品用量選取設備

F. 製取氣體時設計裝置和選擇收集方法的依據是什麼

反應物的狀態和反應的條件。

G. 實驗室氣體制備的原則

我們在選用製取物質的原料時,首先要考慮是否能生成所要製取的物質;其次要考慮生成的量是否能滿足要求;第三要考慮的是反應條件和反應是否便於控制,生成的氣體是否容易收集;第四是生成物是否純凈,雜質是否容易除去;最後還要考慮原料是否容易獲得,造價是否合適等.

H. 實驗室製取氣體裝置的確定 (1)發生裝置選取原則 (2)收集裝置選取原則

發生裝置選擇:看反應是否需要加熱,是否是固體和液體反應。
收集裝置:是否溶於水(選擇排水法);密度與空氣密度比較(選向上、向下排空氣法)

I. 選擇製取氣體的裝置要考慮哪些因素

1、反應物狀態,如固態液態
2、反應發生所需要的條件,如加熱等
3、特殊需要,如製取乙烯時分餾汽油時要加溫度計控制反應溫度,製取乙炔氣體時要加入棉花塞~

J. 實驗室里製取氣體的裝置時應考慮哪些因素

收集方法
裝置氣密性
尾氣處理
反應生成的氣體是否還能與反應物繼續反應

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