常见气体的制备
常见气体的制备
常见气体的制备
除掌握常见气体和典型有机物的制备方法外。做其它综合制备题时，思路往往是逆向的。几种常见气体的反应原理见下表
1
O 2
2KClO 3?
MnO 22KCl+3O 2↑
2KMnO 4 ?K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑
2 H 2 Zn+H 2SO 4(稀)=ZnSO 4+H 2↑
3 CO 2 CaCO 3+2HCl=CaCl 2+CO 2↑+H 2O
4 Cl 2 MnO 2+4HCl(浓) ?MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 5
HCl
NaCl(固)+H 2SO 4（浓） 微热NaHSO 4+HCl ↑
一、气体装置的类型及选择 1.固＋固（加热）：适用于制O 2 注意事项：
l 、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。 2、铁夹应夹在距管口l ／3处。
3、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。
4、胶塞上的导管伸入试管里不能过长，否则会妨碍气体导出。
5、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。
6、用KMnO 4制取O 2时，为了防止生成的细小颗粒堵塞导管，在大试管口放一松软棉花。 2.固＋液体（不加热）：适用于制CO 2、H 2 （1）常规类 注意事项：
1．瓶内气密性要好。
2．先放固体后加液体。（为什么？） 3．加人酸的量要适当。 4．生成气体微溶或难溶于水。
△
（2）启普发生器类 注意事项：
1．在简易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。
2
大，导致酸液溢出。 3．加人酸的量要适当。
4．在导管口点燃氢气或其它可燃性气体时，必须先检验纯度。 （3）固＋液或液＋液（加热）：适用于制Cl 2、（HCl 课本没有）
a
b
c
d
e
f
注意事项：
l 、瓶内反应物体积不宜超过烧瓶容积的1/3。 2、a 、b 、c 加热前应放入碎瓷片，防止暴沸。
3、a 装置温度计插入反应液面以下，测反应液温度；b 装置温度计水银球与支管端口处相平，测气体温度，便于控制馏份。
4、d 装置便于随时加入液体，但随反应进行烧瓶内压强增加，液体不易滴入。（改进方法见e ） 二、气体的净化（干燥）装置
1.常见净化原理：气体的净化可分为物理方法和化学方法。遵循以下原理： A ．不损失主体气体；B.不引入新杂质；C 在密闭容器中进行；D.先除易除的气体。 （1）物理方法：
①液化法：利用沸点不同从空气中分离N 2和O 2。 ②水洗法：利用溶解度不同从N 2和NH 3中除去NH 3。 （2）化学方法：
①氧化还原法：灼热铜丝网除去混合物中的O 2（2Cu ＋O 2＝2CuO ）；CuO 除去H 2、CO 等。 ②酸碱法：NH 3和CO 2通过碱石灰除去CO 2。(CaO ＋CO 2＝CaCO 3)
③沉淀法：除去CO 2中的H 2S 通过CuSO 4溶液。H 2S ＋CuSO 4＝CuS ↓＋H 2SO 4 （3）最常用的为洗气法．．．
： ①用饱和NaCl 除去Cl 2中的HCl ；②用饱和NaHCO 3除去CO 2中的HCl 等；
2.常见净化装置
a b c d e
a为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。b、c、d一般盛液体药品，用于洗液。e一般盛固体药品，往往根据增重可测出吸收物质的质量，用于定量计算。
3.
常见干燥剂及气体的干燥
液态干燥剂固态干燥剂
装置
常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰
可干燥气体
H2、O2、Cl2、CO2、N2、CO H2、O2、Cl2、CO2、
N2、CO
H2、O2、NH3、N2、CO、
不可干燥气体NH3、H2S、HI NH3Cl2、HCl、CO2
三、气体的收集装置
根据气体溶解性（分子极性）和密度（相对分子量，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：
(1)排液法：难溶或微溶于水且不与水发生化学反应的气体。例如：H2、O2、CO等。注：Cl2不用排水法收集，但可用排饱和食盐水收集,CO2可以用排饱和NaHCO3收集。排液法的典型仪器是a，注意导管只能伸
入集气瓶内少许
．．．．．．。
(2)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）
（3）向上排空气法：式量大于29的气体。如O2、CO2、Cl2、HCl等;典型装置是b。（4）向下排空气法：式量小于29的气体。如H2、NH3等;典型装置是c。
四、尾气处理装置
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 b c d e
a用于NaOH吸收氯气、CO2；硫酸铜吸收H2S（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；c、d收集极易溶且溶解很快的气体。如HCl、HBr、NH3等；其中d 吸收量少。e用于处理难以吸收（有毒）且可燃的气体。如H2、CO等。
五、实验装置总装思路
1、装置的安装顺序
2、操作顺序
装置连接→气密性检查→装固体药品→加液体药品→气体制取
要点1：气密性的检查
1、将装置的导管口一端浸没于水中，再用双手手掌握住容器（试管可用
一只手握住，如左图；复杂仪器还可微热），若在导管口处有气泡冒出
．．．．．．．．．，
松手后，水在导管里形成了一段水柱
．．．．．．．．．．，则装置的气密性良好。
概括为：微热看气泡，静置看液面（又称整体法）。
2、如左图，关闭止水夹后，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，使漏斗
内液面高于试管内液面，静置后若漏斗内液面不下降，则装置的气密性良
好；液面下降，则装置的漏气；
概括为：注液静置看液面（又称局部法）。
某化学兴趣小组设计实验验证二氧化锰和浓盐酸制备的Cl2中含有水蒸气和HCl。
（1）甲同学设计如图装置：
①请按实验目的连接装置：b→g→h→→→→→（填导管口字母）。
②装置C、E的作用依次是，。
（2）乙同学认为即使装置中有白色沉淀产生，也不能说明一定含有HCl存在。他提出在C和两个装置之间再增加一个装置，装置中放入某种湿润的试纸就可判断甲同学的设计是否有缺陷，你认为这种试纸是。
（3）丙同学认为不需要增加装置，只需要把装置中的试剂换成，出现现象，说明甲的检验不可靠。