實驗室制No2發生裝置圖

D. 高中化學常見氣體制備的方法，方程式，及儀器

常見氣體制備

1．實驗室製取氣體的一般原則

(1)安全：避免和防止爆炸、燃燒、有毒物質外泄。

(2)方便：應用常用試劑、裝置簡單、操作方便。

(3)快速：反應時間不宜過長，過於劇烈的反應不安全，以反應速率適中為宜。

(4)生成物純凈(或雖含雜質但較易提純)，減少分離操作。

2．實驗室製取氣體的反應

(1)製取單質：用氧化還原反應。

(2)製取化合物：通常用復分解反應，如HCl、SO2、CO2、NH3、HNO3等；有時也可用氧化還原反應，如制NO2、NO等。

3．實驗裝置的安裝、選擇及操作步驟

(1)實驗裝置的安裝順序可用如下圖表示：

(2)製取氣體時各部分裝置的選擇依據：

①發生裝置：所用試劑的狀態及反應條件；

②收集裝置：氣體的水溶性及相對空氣的密度大小、是否與空氣中成分反應；

③凈化裝置：依據氣體與雜質的性質的不同，使雜質被吸收或轉化成所需物質；

④尾氣處理（吸收）裝置：根據所制氣體是否有毒或污染環境來確定是否要安裝尾氣處理裝置。有毒物質可用溶液吸收或燃燒去除。

(3)「氣密性檢查」在整個實驗中的位置一般放在第二位，一般在裝置連接好後、但在反應開始前檢驗氣密性，決不可在葯品混合並開始反應後檢查氣密性。

4．實驗室製取氣體的典型裝置

主要掌握實驗室三種不同類型制備氣體的裝置，以及三種不同類型的氣體收集方法。根據氣體的性質選擇合適的乾燥、凈化和吸收裝置。

實驗室常用的三種不同類型制備氣體的裝置：

(1)固體——固體加熱裝置(見圖)

所需儀器：鐵架台、鐵夾、酒精燈、大試管、單孔橡膠塞、導氣管等。常用於制O2、NH3、CH4等。

注意事項：

①試管口應稍向下傾斜，以防止產生的水蒸氣在管口冷凝後倒流而引起試管破裂。

②鐵夾應夾在距試管口1/3處。

③固體葯品要在試管底部平鋪開。加熱時首先均勻預熱（移動酒精燈），然後在試管的葯品最後部位集中加熱，並逐步前移。

④膠塞上的導管伸入試管裡面不能過長，否則會妨礙氣體的導出。

⑤如用排水集氣法收集氣體，當停止製取氣體時，應先從水槽中把導管撤出，然後再撤走酒精燈，以防水倒流。

(2)固體——液體(液體——液體)加熱裝置(見圖)

所需儀器：鐵架台、鐵夾、燒瓶、分液漏斗、雙孔塞、導管等。常用於制H2、CO2、H2S、NO2、SO2、NO等。

注意事項：

①燒瓶應固定在鐵架台上。

②先把固體葯品放入燒瓶中，然後再慢慢加入液體。

③分液漏斗內為揮發性液體時要蓋上蓋，注意蓋上的小槽要對准分液漏斗頸上的小孔。

④制H2、CO2、H2S時也可用下面的裝置。

這類裝置使用方便，可以隨時使反應發生或停止。

說明：①在簡易裝置中長頸漏斗頸的下口應伸入液面以下，否則起不到液封作用而無法使用。②加入的固體葯品塊狀大小要適宜，如果太碎會落入底部的酸中使反應無法終止。③加入酸的量要適當。④最初使用時應待容器內原有的空氣排凈後，再收集氣體。⑤在導管口點燃氫氣或其他可燃性氣體時，必須先檢驗純度。

5．氣體發生裝置氣密性的檢查

檢驗氣密性時，可把導管一端浸入水裡，用手掌緊貼燒瓶外壁，如果裝置不漏氣，燒瓶里的空氣受熱膨脹，導管口就會有氣泡冒出。把手移開後，過一會兒燒瓶冷卻，水就會上升到導管里，形成一段水柱(見下圖I、Ⅱ)。如果發現漏氣，必須找出原因，並進行調整、修理或更換零件.

E. 化學實驗中發生裝置與收集裝置的選擇應如何判斷

氣體制備裝置一般分四大部分：發生裝置，凈化裝置（乾燥裝置），收集裝置，尾氣處理裝置。
一、氣體的發生裝置
一）固＋固（加熱）：適用於制O2、NH3、（CH4課本沒有）

二）固＋液體（不加熱）：適用於制CO2、H2 、H2S（SO2、NO2、NO課本沒有製法）
三）固＋液或液＋液（加熱）：適用於制C2H4、Cl2、SO2、乙酸乙酯、蒸餾（HCl課本沒有）

根據氣體溶解性（分子極性）和密度（相對分子量，與29比較）不同，把氣體的收集方法分為排液法（常為排水法）和排氣法（常為排空氣法）。裝置圖見下：
一）排液法：難溶或微溶於水且不與水發生化學反應的氣體。例如：H2、O2、CO、CH4、NO（只能用排液法收集）、CH2＝CH2、CH≡CH等。註：Cl2不用排水法收集，但可用排飽和食鹽水收集,CO2可以用排飽和NaHCO3收集。注意導管只能伸入集氣瓶內少許。
二）排氣法：不與空氣反應且密度與空氣相差較大的氣體；又可分為向上排空氣法和向下排空氣法。用排氣法收集氣體時，導氣管一定要伸入集氣瓶底部，把空氣盡量排出。為了減少空氣擴散，集氣瓶口可蓋上毛玻璃片；試管口輕輕塞上一小團疏鬆的棉花
（1）向上排空氣法：式量大於29的氣體。如O2、CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2(只用排空氣)、HCl等;。
（2）向下排空氣法：式量小於29的氣體。如H2、CH4、NH3等;

F. 某化學小組在實驗中用濃硝酸和銅反應製取二氧化氮並探究二氧化氮是否能支持木炭的燃燒，其實驗裝置圖如圖

（1）本實驗目的是製取二氧化氮並探究二氧化氮是否能支持木炭的燃燒，所以儀器連接順序為：製取裝置A→乾燥裝置C→二氧化氮與碳反應裝置B→吸收尾氣裝置D，儀器連接順序為：a→d→e→c→b；二氧化氮是否支持燃燒的實驗要求氣體必須是乾燥的，所以用裝置C乾燥二氧化氮氣體；二氧化氮是有毒的氣體，所以裝置D用來吸收尾氣，
故答案為：d；e；c；b；乾燥氣體；吸收尾氣；
（2）二氧化氮和碳在點燃條件下反應生成兩種物質的量比為2：1的無毒氣體，應生成二氧化碳和氮氣，反應的方程式為2NO₂+2C