内容正文:
无机化学基础
——以气体制备为主体的综合实验
考点一 常见气体的制备、净化和收集
1.气体的制备装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,可将制备气体的发生装置分为三类:
(1)固体+固体气体
发生装置
制备气体
O2、NH3等
(2)固体+液体(或液体+液体)气体
发生装置
制备气体
Cl2、SO2等
(3)固体+液体(不加热)―→气体
发生装置
制备气体
选择合适的试剂和装置能制取中学化学中常见的气体,如NH3(生石灰、浓氨水)、O2(MnO2、双氧水)、Cl2(KMnO4、浓盐酸)、NO2(Cu、浓HNO3)、NO(Cu、稀HNO3)、SO2(Na2SO3、较浓硫酸)、H2S(FeS、稀硫酸)
2.气体的除杂方法
(1)除杂试剂选择的依据
主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
(2)除杂原则
①不损失主体气体;②不引入新的杂质气体;③在密闭装置内进行;④先除易除的杂质气体。
(3)气体干燥、净化装置
类型
液体干燥剂
固体干燥剂
固体干燥剂
固体,加热
装置
常见
干燥剂
浓H2SO4
(酸性、强氧化性)
碱石灰
(碱性)
除杂试剂Cu、CuO、Mg等
当CO2中混有O2杂质时,应选用上述Ⅰ~Ⅳ中的Ⅳ装置除O2,除杂试剂是Cu粉。
3.气体的收集方法
收集
方法
收集气体
的类型
收集装置
可收集的气体
(举例)
排水法
难溶于水或微溶于水,又不与水反应的气体
O2、H2、NO、CO、C2H4等
排空气法
向上排空气法
密度大于空气且不与空气中的成分反应
Cl2、SO2、
NO2、CO2
向下排空气法
密度小于空气且不与空气中的成分反应
H2、NH3
4.尾气处理的原因、方法及装置
(1)原因:有些气体有毒或有可燃性,任其逸散到空气中,会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。
(2)处理方法:一般根据气体的相关性质,使其转化为非气态物质或无毒物质,如酸性有毒气体用碱溶液吸收,可燃性气体用点燃等措施。
(3)尾气处理装置(见图a、b、c)
①实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用b装置。
②制取CO时,尾气处理可采用a、c装置。
③制取H2时,尾气处理可采用a、c装置。
[典例] 实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、