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实验室制气装置的原理

发布时间:2024-02-29 10:43:40

1. 高中阶段化学实验室制气体详情

H2
制气原理 金属+酸=盐+H2
药品 锌 稀硫酸/稀盐酸
方程式 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
装置 s+l→g
除杂(标杂质)浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 向下排空气法
验满 排水法
尾气处理 点燃
CO2
制气原理 碳酸盐+强酸=CO2+H2O+盐
药品 稀盐酸和大理石
方程式 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
装置 s+l→g
除杂(标杂质) 浓硫酸(水蒸气),碳酸钠(盐酸)
干燥 浓硫酸
收集 向上排空气法
验满 用燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭说明已集满
尾气处理 无需处理
O2
制气原理 氯酸钾二氧化锰催化=氯化钾+氧气
药品 氯酸钾 二氧化锰
方程式 2KClO3=(MnO2)2KCl+3O2↑
装置 s+s→g
除杂(标杂质)碱石灰(水蒸气、CO2)
干燥 碱石灰
收集 向上排空气法
验满 用带火星的木条放在瓶口处,若木条立即复燃且燃烧旺盛,则氧气已满
尾气处理 无需处理
Cl2
制气原理 氧化还原
药品 浓盐酸 二氧化锰
方程式 4HCl(浓)+MnO2 (加热)=MnCl2+2H2O+Cl2↑
装置 l+s→g
除杂(标杂质)浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 向上排空气法
验满 把湿润的淀粉KI试纸放在瓶口,若试纸变蓝,则Cl2已满
尾气处理 通入氢氧化钠溶液
CH2=CH2
制气原理 脱水
药品 乙醇+浓硫酸
方程式 CH3CH2OH→浓硫酸、170℃→CH2=CH2↑+H2O
装置 l+l→g
除杂(标杂质) 浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 排水法
验满 水排出
尾气处理 点燃
NO
制气原理 脱水
药品 浓硫酸+甲酸
方程式 HCOOH =H2SO4/△= CO↑ + H2O
装置 l+l→g
除杂(标杂质) 浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 排水法
验满 水排出
尾气处理 点燃
SO2
制气原理 强酸制弱酸
药品 硫酸钠+浓硫酸
方程式 Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+H2O+SO2↑
装置 l+l→g
除杂(标杂质) 浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 排饱和亚硫酸氢钠溶液
验满 液体排出
尾气处理 通入氢氧化钠溶液
HCl
制气原理 强酸制弱酸
药品 氯化钠固体+浓硫酸
方程式 NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑
装置 l+s→g
除杂(标杂质)浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 向上排空气法
验满 集气瓶口放一湿润的紫色的石蕊试纸,试纸变红说明集气瓶中已收满
尾气处理 通入氢氧化钠溶液
CH三CH
制气原理 置换
药品 电石+水
方程式 CaC2 + 2H2O=C2H2↑ + Ca(OH)2
装置 l+s→g
除杂(标杂质) 浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 排水法
验满 水排出
尾气处理 点燃
NO2
制气原理 铜具有还原性
药品 铜+浓硝酸
方程式 Cu+4HNO3(浓)=加热 Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
装置 s+l→g
除杂(标杂质)浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 向上排空气法
验满 红棕色气体瓶口出现红棕色即收集满
尾气处理 浓氢氧化钠溶液吸收
H2S
制气原理 强酸与强碱的复分解反应
药品 硫化铁+盐酸
方程式 FeS+2HCl=== FeCl2+H2S↑
装置 s+l→g
除杂(标杂质) 浓硫酸(水蒸气)
干燥 浓硫酸
收集 排饱和的硫氢化钠的水溶液
验满 溶液排出
尾气处理 通入氢氧化钠溶液

2. 求制取二氧化碳、氢气、氧气、氯气、氨气的实验装置、反应原理和收集方法

制取CO2
装置:广口瓶、长颈漏斗、集气瓶。
药品:大理石(或石灰石)、稀盐酸。
原理:强酸置弱酸
收集方法:向上排空气法
制取H2
装置:启普发生器、大试管、长颈漏斗、集气瓶、
水槽、带橡皮塞的导管、酒精灯、小试管
药品:除Na,K,Ca外的相对活泼的金属,稀HCL或稀H2SO4(不可以用HNO3)
原理:用活泼金属置换出H2
收集方法:排水或向下排空气
制取O2
装置:铁架台(含铁夹)、大试管、集气瓶、玻璃片、
带导管的橡皮塞、水槽(有水)酒精灯。药品:氯酸钾和二氧化锰(或高锰酸钾)。
原理:2KCLO3=2KCL+3O2
收集方法:排水法(因为O2的密度和空气差不多,所以不能用排空气法)
制取CL2
装置:分液漏斗,圆底烧瓶,导管,酒精灯,集气瓶,铁架台,盛有饱和氢氧化钠溶液的烧杯,盛有浓硫酸的集气瓶(不要装满),盛有饱和食盐水的集气瓶.
药品:浓盐酸,二氧化锰
原理:MnO2+4HCl=(加热)MnCl2+Cl2+2H20
收集方法:先通入饱和食盐水(除去挥发的HCL),再用向上排空气法
制取NH3
装置:和制取O2的相同。药品:氯化铵固体,氢氧化钙固体(不可以使用硝酸铵)
原理:2NH4CL
+
Ca(OH)2
===
CaCL2
+
2NH3
+
2H2O
收集方法:
用向下排气法取气法收集。

3. 实验室制取气体的装置

制取气体装置:

  1. 固固加热型

(4)的注意事项:

①绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精。

②绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。

③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。

④铁夹应夹在试管的中上部,大约是距试管口1/3处。

⑤药品要斜铺在在试管底部,便于均匀受热。

⑥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。

⑦试管内导管应稍露出胶塞即可。如果太长,不利于气体排出。

4. 高中化学实验制备气体原理总结

1.常见气体的制取和检验(转)
⑴氧气
制取原理——含氧化合物自身分解
制取方程式——2KClO3 2KCl+3O2↑
装置——略微向下倾斜的大试管,加热
检验——带火星木条,复燃
收集——排水法或向上排气法
⑵氢气
制取原理——活泼金属与弱氧化性酸的置换
制取方程式——Zn+H2SO4 === H2SO4+H2↑
装置——启普发生器
检验——点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠
收集——排水法或向下排气法
⑶氯气
制取原理——强氧化剂氧化含氧化合物
制取方程式——MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热
检验——能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;
除杂质——先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)
收集——排饱和食盐水法或向上排气法
尾气回收——Cl2+2NaOH=== NaCl+NaClO+H2O
⑷硫化氢
①制取原理——强酸与强碱的复分解反应
②制取方程式——FeS+2HCl=== FeCl2+H2S↑
③装置——启普发生器
④检验——能使湿润的醋酸铅试纸变黑
⑤除杂质——先通入饱和NaHS溶液(除HCl),再通入固体CaCl2(或P2O5)(除水蒸气)
⑥收集——向上排气法
⑦尾气回收——H2S+2NaOH=== Na2S+H2O或H2S+NaOH=== NaHS+H2O
⑸二氧化硫
①制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解
②制取方程式——Na2SO3+H2SO4=== Na2SO4+SO2↑+H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶
④检验——先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色;
⑤除杂质——通入浓H2SO4(除水蒸气)
⑥收集——向上排气法
⑦尾气回收——SO2+2NaOH=== Na2SO3+H2O
⑹二氧化碳
①制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解
②制取方程式——CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
③装置——启普发生器
④检验——通入澄清石灰水,变浑浊
⑤除杂质——通入饱和NaHCO3溶液(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)
⑥收集——排水法或向上排气法
⑺氨气
①制取原理——固体铵盐与固体强碱的复分解
②制取方程式——Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+NH3↑+2H2O
③装置——略微向下倾斜的大试管,加热
④检验——湿润的红色石蕊试纸,变蓝
⑤除杂质——通入碱石灰(除水蒸气)
收集——向下排气法
⑻氯化氢
①制取原理——高沸点酸与金属氯化物的复分解
②制取方程式——NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热
④检验——通入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶
⑤除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气)
⑥收集——向上排气法
⑼二氧化氮
①制取原理——不活泼金属与浓硝酸的氧化—还原;
②制取方程式——Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)
④检验——红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成
⑤收集——向上排气法
⑥尾气处理——3NO2+H2O===2HNO3+NO
NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O
⑩一氧化氮
①制取原理——不活泼金属与稀硝酸的氧化—还原;
②制取方程式——Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)
④检验——无色气体,暴露于空气中立即变红棕色
⑤收集——排水法
⑾一氧化碳
①制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用
②制取方程式——HCOOHCO↑+H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶
④检验——燃烧,蓝色火焰,无水珠,产生气体能使澄清石灰水变浑浊
⑤除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气)
⑥收集——排水法
⑿甲烷
①制取方程式——CH3COONa+NaOH CH4↑+Na2CO3
②装置——略微向下倾斜的大试管,加热
③收集——排水法或向下排空气法
⒀乙烯
①制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用
②制取方程式——CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热
④除杂质——通入NaOH溶液(除SO2,CO2),通入浓硫酸(除水蒸气)
收集——排水法
⒁乙炔
①制取原理——电石强烈吸水作用
②制取方程式——CaC2+2H2OCa(OH)2+CH CH↑
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶(或用大试管,锥形瓶)
④检验——无色气体,能燃烧,产生明亮的火焰,并冒出浓的黑烟
⑤除杂质——通入硫酸铜溶液(除H2S,PH3),通入浓硫酸(除水蒸气)
收集——排水法或向下排气法
2.一些快速制法(即无需加热)(手打版)
1.O2 2H2O2=催化剂MnO2==2H2O+O2
2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- +O2
2.Cl2 KMnO4与浓盐酸
16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2
3.HCl 将浓硫酸逐滴加入浓HCl中
4.NH3 将CaO或者Ca(OH)2或者NaOH(皆为固体)加入浓氨水 加氧化钙是利用其与水反应消耗水且放热 加Ca(OH)2或者NaOH利用其与水反应放热
5.H2 NaH+H20→NaOH+H2↑(较少考,但03年上海考过)

5. 三种实验室制取氧气方法的原理

氯酸钾在二氧化锰催化作用下,加热分解为氯化钾和氧气:
2KClO3=(MnO2)2KCl+3O2↑
高锰酸钾在加热的条件下,分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气:
2KMnO4=(加热)K2MnO4+MnO2+O2↑
电解水生成氢气和氧气:
2H2O=2H2↑+O2↑
反应原理:
1、加热氯酸钾制取氧气
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,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。
2、加热高锰酸钾制取氧气
发生装置: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: ①查:检查装置的气密性。
②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。
③定:将试管固定在铁架台上。
④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。
⑤收:根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥移:把导管移出水槽。
⑦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。

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