专题七 干燥与干燥剂（讲义）-《化学实验技术基础》（第三版）(化工社）专题复习讲练测

专题7 干燥与干燥剂（讲义）-《化学实验技术基础》（第三版）化工社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.能够掌握不同性质气体物质（酸性、碱性、中性）所对应的干燥剂种类，如酸性气体可用浓硫酸、五氧化二磷等；碱性气体可用碱石灰、生石灰等；中性气体可用无水氯化钙、硅胶等。 2.了解液体物质干燥常用的干燥剂，如无水氯化钙可用于干燥乙醇等，明确干燥剂的选择要考虑液体的性质。 3.知道固体物质干燥的三种方法（自然晾干、烘干、用干燥器干燥）及其适用情况，如自然晾干适用于不易变质的固体，烘干要控制好温度避免固体分解等。 二、知识点梳理 一、干燥与干燥剂 干燥是指除去潮湿物质中的少量水分。干燥的方法有物理法和化学法两种物理法是通过吸附、分馏、共沸蒸馏等除去物质中的水分。其中分馏和共沸蒸馏主要用于除去液体物质中较大量的水分。化学法是利用干燥剂吸收水分，通常是吸收物质中的微量水分。 二、气体物质的干燥 气体的干燥可采用吸附法。 常用的吸附剂是氧化铝和硅胶。氧化铝的吸水量可达到其自身质量的 15%~20%，硅胶可达到 20%~30%。也可使气体通过装有干燥剂的干燥管、干燥塔或洗涤瓶进行干燥。 干燥剂的选择需依气体的性质而定。如氧化钙、碱石灰、氢氧化钠或氢氧化钾等干燥剂可用来干燥氨、胺类等碱性气体;氯化钙可用来干燥氢气、氯化氢、一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气及低级烷烃、烯烃、醚、卤代烃等气体;五氧化二磷可用来干燥氢气、氧气、二氧化碳二氧化硫及烷烃、乙烯等气体;浓硫酸可用来干燥氧气、氮气、氯气、二氧化碳和烷烃等气体。 干燥管或干燥塔中盛放的块状或粒状固体干燥剂不能装得太实，也不宜使用粉末，以便气流通过。 使用装在洗气瓶中的浓硫酸做干燥剂时，其用量不可超过洗气瓶容量的 1/3，通入气体的流速也不宜太快，以免影响干燥效果。 几种常见的气体干燥装置 三、液体物质的干燥 需要进行干燥的液体物质大多为有机化合物，液体有机物中的微量水分可通过选用适当的干燥剂予以脱除。 1.常用的干燥剂 干燥剂的种类很多，效能也不尽相同 (详见表 2-3)。 2.干燥剂的用量 干燥剂的用量可根据被干燥物质的性质、含水量及干燥剂自身的吸水量来决定。分子中有亲水基团的物质(如醇、醚、胺、酸等)，其含水量一般较大，需要的干燥剂多些。如果干燥剂吸水量较小，效能较低，需要量也较大。一般每 10mL 液体约加 0.51g 干燥剂即可。 3.干燥操作 液体有机物的干燥通常在锥形瓶中进行。将已初步分离水分的液体倒入锥形瓶中，加入适量干燥剂，塞紧瓶口，轻轻振摇后静置观察，如发现液体混浊或干燥剂粘在瓶壁上，应继续补加干燥剂并振摇，直至液体澄清后，再静置半小时或放置过夜。若干燥剂能与水发生反应生成气体，还应装配气体出口干燥管，如图 2-29 所示。可用无水硫酸铜 (白色，遇水变为蓝色)检验干燥效果。 加入干燥剂的颗粒大小要适中，太大吸水缓慢、效果差，若过细则吸附有机物多，影响收率。 四、固体物质的干燥 固体物质的干燥是指除去残留在固体中的微量水分或有机溶剂。可根据实验需要和物质的性质不同，选择适当的干燥方法。 1.自然晾干 对于在空气中稳定、不分解、不吸潮的固体物质，可将其放在洁净干燥的表面皿上，摊成薄层，上面盖一张滤纸，以防污染，在空气中自然晾干，此法既简便又经济。 2.烘干 对于熔点较高且遇热不分解的固体物质，可放在表面皿或蒸发皿中，用烘箱烘干。固体有机物烘干时应注意加热温度必须低于其熔点。定量分析中使用的基准试剂或固体试剂应按实验要求的温度干燥至恒重。 3.用干燥器干燥 对于易吸潮、易分解或易升华的固体物质，可放在干燥器内进行干燥，但一般需要时间较长。 干燥器是磨口的厚壁玻璃器皿，磨口处涂有凡士林，以便使其更好地密合。内有一带孔的瓷板，用以承放被干燥物品。瓷板下面装有干燥剂。常用的干燥剂有硅胶、氯化钙 (可吸收微量水分) 和石蜡片 (可吸收微量有机溶剂) 等。干燥剂吸水较多后应及时更换。 有一种干燥器的盖上带有磨口活塞，叫做真空干燥器。将活塞与真空泵连接抽真空，可使干燥速度加快，干燥效果更好。 开启干燥器时，一手扶住底部，一手向相反方向拉 (或推)动盖子 (不能向上用力掀起)，取放物品后，应按同样方式及时盖好，以避免空气中的水汽侵入。移动干燥器时，应以双手托住，并将两个拇指压住盖沿，以免盖子滑落打碎。 干燥器及其使用方法如图 2-30 所示。 三、真题练讲 1.(2021年陕西省统一考试)下列气体不能用浓硫酸干燥的是（ ） A. CO₂ B. O₂ C. NH₃ D. H₂ 【答案】C。 【解析】浓硫酸具有酸性和强氧化性。它可以干燥酸性和中性气体，CO₂是酸性气体，O₂、H₂是中性气体，都可以用浓硫酸干燥。而 NH₃是碱性气体，会与浓硫酸发生反应，所以不能用浓硫酸干燥。 2.(2019年河南省统一考试)在液体物质干燥时，使用干燥剂的用量一般是（ ） A. 越多越好 B. 少量即可，以能观察到明显干燥效果为准 C. 按被干燥液体体积的 1/10 添加 D. 根据干燥剂的吸水能力和液体中含水量来确定，一般稍过量 【答案】D。 【解析】A 选项，干燥剂不是越多越好，过多可能会吸附被干燥液体中的其他成分。B 选项只凭观察干燥效果不准确，可能会有残留水分。C 选项按固定比例不科学，不同干燥剂吸水能力不同，应该根据干燥剂的吸水能力和液体中含水量来确定，一般稍过量能保证较好的干燥效果。 3.(2021年浙江省统一考试)下列固体物质干燥方法中，常用于对热不稳定样品干燥的是（ ） A. 自然晾干 B. 烘干 C. 用干燥器干燥 D. 以上都可以 【答案】C。 【解析】自然晾干速度慢，对于一些对湿度敏感的样品可能在晾干过程中就吸水。烘干需要加热，对于热不稳定的样品会导致其分解或变质。干燥器干燥可以在相对稳定的干燥环境下进行，适用于对热不稳定的样品。 4.(2020年浙江省统一考试)要干燥含有少量水蒸气的氯气，可选用的干燥剂是（ ） A. 碱石灰 B. 浓硫酸 C. 无水氯化钙 D. 五氧化二磷 【答案】D。 【解析】氯气是酸性气体且具有强氧化性。碱石灰是碱性干燥剂，会与氯气反应，不能用于干燥氯气。浓硫酸虽然可以干燥氯气，但氯气通入浓硫酸可能会带出少量硫酸，影响纯度。无水氯化钙能吸收水分，但它会和氯气反应生成配合物。五氧化二磷是酸性干燥剂，可以干燥氯气且不会与之反应。 5.(2019年浙江省统一考试)在对固体物质进行烘干操作时，下列注意事项错误的是（ ） A. 烘干温度要根据固体物质的热稳定性来选择 B. 可以直接用高温快速烘干所有固体 C. 烘干过程中要适当翻动固体，使干燥更均匀 D. 对于易燃易爆的固体，要注意采取防爆措施 【答案】B。 【解析】A 选项，不同固体物质热稳定性不同，烘干温度过高可能导致固体分解等问题，所以要根据热稳定性选择温度，是正确的。C 选项，翻动固体有利于干燥均匀，是合理的操作。D 选项，对于易燃易爆固体，烘干时采取防爆措施是必要的。B 选项，不能直接用高温烘干所有固体，因为有些固体可能在高温下变质或分解。 四、限时练讲 1.下列可用于干燥氢气的干燥剂是（ ） A. 浓硫酸 B. 氢氧化钠固体 C. 碱石灰 D. 无水氯化钙 【答案】C 【解析】氢气是中性气体，可用中性或碱性干燥剂干燥。浓硫酸具有强氧化性，不能干燥氢气；氢氧化钠固体在空气中易潮解但一般不用来干燥气体；碱石灰是碱性干燥剂可以干燥氢气；无水氯化钙可以干燥酸性和中性气体，但不能干燥氨气等会与氯化钙发生络合反应的气体，也不太适合干燥氢气。 2.干燥氯气不能选用的干燥剂是（ ） A. 浓硫酸 B. 五氧化二磷 C. 碱石灰 D. 氯化钙 【答案】C 【解析】氯气是酸性气体，不能用碱性干燥剂干燥。碱石灰是碱性干燥剂，会与氯气反应；浓硫酸、五氧化二磷、氯化钙都可以干燥氯气。 3.下列常用干燥剂中，可用于干燥乙醇的是（ ） A. 生石灰 B. 浓硫酸 C. 无水氯化钙 D. 氢氧化钠固体 【答案】C 【解析】生石灰与乙醇中的水反应生成氢氧化钙，但可能会与乙醇发生反应；浓硫酸具有强氧化性和脱水性，不能用于干燥乙醇；氢氧化钠固体易潮解但不能用于干燥乙醇；无水氯化钙可以吸收乙醇中的水分而不与乙醇反应。 4.对于含有少量水分的液体物质进行干燥时，干燥剂的用量一般为（ ） A. 与液体物质质量相等 B. 是液体物质质量的一半 C. 为液体物质质量的 1/10 左右 D. 随意添加 【答案】C 【解析】对于含有少量水分的液体物质，干燥剂用量一般为液体物质质量的 1/10 左右，过多可能会造成浪费和引入杂质，过少可能干燥效果不佳。 5.自然晾干适用于（ ）的固体物质。 A. 易挥发 B. 易分解 C. 不易变质 D. 易氧化 【答案】C 【解析】自然晾干适用于不易变质的固体物质，因为自然晾干的过程比较缓慢，不会产生高温等剧烈条件。易挥发、易分解和易氧化的固体物质在自然晾干过程中可能会发生变化。 6.烘干固体物质时，温度一般控制在（ ） A. 50℃以下 B. 50℃ - 100℃ C. 100℃ - 150℃ D. 150℃以上 【答案】B 【解析】烘干固体物质时，温度一般控制在 50℃ - 100℃，温度过高可能会导致固体物质分解、变质或发生其他不良反应，温度过低则干燥速度过慢。 7.下列固体物质适合用自然晾干方法干燥的是（ ） A. 氯化钠 B. 碳酸氢钠 C. 硝酸铵 D. 氢氧化钠 【答案】A 【解析】氯化钠不易变质，适合用自然晾干的方法干燥。碳酸氢钠受热易分解，不适合自然晾干；硝酸铵易分解且可能爆炸，不适合自然晾干；氢氧化钠在空气中易潮解，也不太适合自然晾干。 8.以下物质既可以干燥气体又可以干燥液体的是（ ） A. 生石灰 B. 浓硫酸 C. 氢氧化钠固体 D. 无水氯化钙 【答案】D 【解析】生石灰一般不用于干燥气体和液体；浓硫酸主要用于干燥气体和部分液体，但具有强氧化性和脱水性，使用有一定限制；氢氧化钠固体一般不用于干燥气体；无水氯化钙可以干燥酸性和中性气体，也可以干燥乙醇等液体。 9.液体物质干燥时，如何确定干燥剂的用量？ 【答案】干燥剂的用量一般根据液体物质中所含水分的多少以及液体的质量来确定。对于含有少量水分的液体，干燥剂用量一般为液体质量的 1/10 左右。可以通过实验观察，当加入一定量干燥剂后，液体不再出现浑浊或分层等现象，且干燥剂不再结块，说明干燥剂用量较为合适。 10.比较自然晾干、烘干和用干燥器干燥三种固体物质干燥方法的优缺点。 【答案】自然晾干的优点是操作简单，成本低，适用于不易变质的固体物质；缺点是干燥速度慢，受环境因素影响大。烘干的优点是干燥速度较快；缺点是对于易分解、易氧化的固体物质不适用，且温度控制不好可能会导致固体物质变质。用干燥器干燥的优点是可以控制温度和湿度，避免固体物质受到不良影响；缺点是操作相对复杂，成本较高。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.气体物质的干燥：不同性质的气体需要选用合适的干燥剂。酸性气体可以用浓硫酸、五氧化二磷等干燥剂；碱性气体可用碱石灰、生石灰等干燥剂；中性气体则可以选择无水氯化钙、硅胶等。我们要牢记，干燥剂的选择必须考虑气体的性质，避免发生不良反应。 2.液体物质的干燥：常用的干燥剂，如无水氯化钙可用于干燥乙醇等。干燥剂的用量一般根据液体中水分的含量和液体的质量来确定，对于少量水分的液体，通常为液体质量的 1/10 左右。在干燥操作中，要注意分批加入干燥剂并不断搅拌，以确保干燥效果均匀。 3.固体物质的干燥方法：自然晾干适用于不易变质的固体物质，操作简单但干燥速度慢且受环境影响大。烘干速度较快，但对于易分解、易氧化的固体不适用，需控制好温度。用干燥器干燥可以控制温度和湿度，为固体物质提供稳定的干燥环境，不过操作相对复杂且成本较高。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$