1、三人行课程辅导1初中化学气体制备装置初中化学主要考查两种常见气体(O 2和 CO2)的制备原理、药品,气体制备装置一般分四大部分:发生装置、净化装置(干燥装置)、收集装置和尾气处理装置。会考突出化学实验基础知识的考查,突出教科书上原理的考查;中考则突出考查学生能力,在会考基础上进行延伸和综合。中考内容包括会考内容。一、制取常见气体药品、状态及反应条件中考实验内容制备 气体 会考实验药品、状态及反应条件 中考增加实验药品、状态及反应条件O2 KClO3 和 MnO2 共热、KMnO 4 加热、H 2O2 和 MnO2 Na2O2 和 H2OCO2 石灰石或大理石与盐酸 H2 Zn 与 H2SO4
2、 或盐酸NH3 Ca(OH)2 固体与 NH4Cl 固体共热二、气体的发生装置(一)固固(加热)(图 1):适用于制备气体:O 2 (KClO3和 MnO2共热、KMnO 4加热)、NH 3 注意事项:试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在管口冷却后倒流而引起试管破裂。铁夹应夹在距管口三分之一处(试管的中上部)。固体药品要放在试管底部平铺开,加热时首先均匀预热,然后在试管的最后部位集中加热,并逐步前移。胶塞上的导管伸入试管里不能过长,否则会妨碍气体导出。如用排气法收集气体,当停止制气时,应先从水槽中把导管撤出,然后再撤走酒精灯。以防止水倒流使试管炸裂。用 KMnO4制取 O2时,为了防止生成
3、的细小颗粒堵塞导管,在大试管口放一松软棉花(二)固液体(不加热)(图 2、图 3):适用于制 CO2、H 2、O 2(用 Na2O2 和H2O、H 2O2和 MnO2制取 O2也用此装置)图 2 装置注意事项: 在最右边的装置中长颈漏斗的下口应深入液面以下,否则起不到液封的作用而无法使用。 加入大小适宜不溶于水的块状固体。如果太碎会落入底部的酸中使反应太快无法控制,造成容器内压力过大,导致酸液溢出。加人酸的量要适当。三人行课程辅导2在导管口点燃氢气或其它可燃性气体时,必须先检验纯度。图 3 装置注意事项: 瓶内气密性要好。 先放固体后加液体。 加入酸的量要适当。 生成气体微溶或难溶于水。三、气
4、体的净化(干燥)装置(一)常见干燥剂及气体的干燥 (二)常见净化(包括干燥气体)装置(图 4)注意事项: A 为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置。如用灼热的铜丝除氧气。 B、C 一般盛液体药品,用于洗液。如用浓硫酸除水蒸气,氢氧化钠溶液除酸性气体。气体由 a 进 b 出。 D 一般盛固体药品。如用碱石灰吸收水或二氧化碳。 四、气体的收集装置(图 5、图 6)根据气体溶解性和密度(相对分子质量,与 29 比较)不同,把气体的收集方法分为排液法(常为排水法)和排气法(常为排空气法)。装置图见下:(一)排水法:难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体。例如:H2、O 2、CO、CH 4等。排水法的
5、典型仪器是a,注意导管只能伸入集气瓶内少许,便于导管的取出。(二)排气法:不与空气反应且密度与空气相差较大的气体;又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气体时,导气管一定要伸入集气瓶底部,把空气尽量排出。为了减少空气扩散,集气瓶口可盖上毛玻璃片(如图 b);试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花(如图 d)液态干燥剂 固态干燥剂常见干燥剂 浓硫酸 无水氯化钙 碱石灰装置可干燥气体H2、O 2、CO 2、N 2、COH2、O 2、CO 2、N 2、CO H2、O 2、NH 3、N 2、CO不可干燥气体NH3 NH3 HCl、CO2a 进 b 出(长进短出 a 进 b 出(大进小出) 左进右出三
6、人行课程辅导3向上排空气法:相对分子质量大于 29 的气体。如 O2、CO 2等,典型装置是 b。向下排空气法:相对分子质量小于 29 的气体。如 H2、CH 4、NH 3等,典型装置是 c。(三)其它气体收集装置如果一种气体既能用排液法收集,又能用排空气法收集,则用排液法收集的气体纯度要高一些五、尾气处理装置(图 7)通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用经典仪器有: a 用于 NaOH 吸收 CO2(气体溶解或反应速度不很快,不易引起倒吸); b 用于收集少量气体然后处理;如多余的 CO 的处理。 c 收集极易溶且溶解很快的气体。如 NH3等,这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积,有利
7、于吸收液体对气体的吸收。由于漏斗容积较大,从而防止吸收液的倒吸。 d 用于处理难以吸收(有毒)且可燃的气体。如 H2、CO 等。练习 1 利用图所示装置可进行若干实验。(1)若用此干燥装置从 A 口进气收集气体 X,则气体 X 应满足的条件是_。(2)若此装置充满水,用来测量气体 Y 的体积,气体 Y 应满足的条件是_,此时气体从_口进入集气瓶。(3)若用此装置来除去气体中的某些杂质气体,则保留气体应满足的条件是:_,此时气体从_口进入集气瓶。练习 2过氧化氢(H 2O2)溶液俗称双氧水,它在 MnO2催化作用下能迅速分解,放出氧气,同时生成水在实验室中可用下图所示装置用双氧水制取氧气(通过分液漏斗玻璃活塞的“开”、“关”,可随时向锥形瓶中滴加双氧水)。(1)试写出该反应的化学方程式_。(2)在实验室中该装置还可用于制取_(写两种气体)。(3)此法制取氧气的优点是_。