總結:實驗室制取氣體一般方法
一.氣體發生裝置
1. 固固加熱型
(1)加熱固體制備氣體的裝置(見上圖①)
(2)反應物和反應條件的特征:反應物都是固體,反應需要加熱。
(3)裝置氣密性的檢查方法:將導氣管的出口浸沒在水中,雙手緊握試管。如果水中出現氣泡,說明裝置氣密性良好。(原理:氣體的熱脹冷縮)
(4) 的注意事項:
①絕對禁止向燃著的酒精燈內添加酒精。
②絕對禁止用燃著的酒精燈引燃另一只酒精燈。
③禁止用嘴吹滅酒精燈。加熱結束時,酒精燈的火焰應該用燈帽蓋滅。
④鐵夾應夾在試管的中上部,大約是距試管口1/3處。
⑤藥品要斜鋪在在試管底部,便于均勻受熱。
⑥試管口要略向下傾斜,防止冷凝水回流熱的試管底部使試管炸裂。
⑦試管內導管應稍露出膠塞即可。如果太長,不利于氣體排出。
⑧停止反應時,應先把導管從水槽中移出,再熄滅酒精燈,防止水槽中的水被倒吸入熱的試管中,使試管炸裂。
⑨選擇裝置時,要選擇帶有橡皮塞的彎管。
2.固液不加熱型
(1)固液混合在常溫下反應制備氣體的裝置(見上圖②)
(2)反應物和反應條件的特征:反應物中有固體和液體,反應不需要加熱。
(3)裝置氣密性的檢查方法:在導管出口處套上橡皮塞,用彈簧夾夾緊橡皮塞,從漏斗中加水。如果液面穩定后水面不下降,則表明裝置氣密性良好。
(4)要根據實際情況選擇(a)(b)(c)(d)四種裝置。
①裝置(a)的特點:裝置簡單,適用于制取少量的氣體;容易造成氣體泄漏,增加藥品不太方便。
②裝置(b)的特點:便于隨時添加藥品。
③裝置(c)的特點:可以控制反應速率。
④裝置(d)的特點:可以控制反應的發生和停止。(希望停止反應時,用彈簧夾夾住橡皮管。這時由于試管內的氣壓大于外界大氣壓,試管內的液面會下降)
(5) 的注意事項:
①如果使用長頸漏斗,注意長頸漏斗的下端管口應插入液面以下,形成液封,防止生成的氣體從長頸漏斗逸出。使用分液漏斗時無需考慮這個問題。
②選擇裝置時,要選擇帶有橡皮塞的直管。(a)裝置使用單孔橡皮塞,(b)(c)(d)裝置使用雙孔橡皮塞。
③固體藥品通過錐形瓶口加入,液體藥品通過分液漏斗加入。
2. 氣體收集裝置
(1)排水法收集氣體的裝置(見右圖)
適用情況:收集的氣體不溶或難溶于水,且不與水反應。
優缺點:收集的氣體較純但不干燥!
注意事項:
l 集氣瓶中不能留有氣泡,否則收集到的氣體不純。
l 應當等到氣泡連續均勻地放出后再收集氣體,否則收集到的氣體不純。
l 在氣泡連續均勻放出之前,導氣管管口不應伸入到集氣瓶口。
l 如果瓶口出現氣泡,說明氣體收集滿。
l 如果需要較干燥的氣體,請不要使用排水法。
l 氣體收集完畢后,要在水下把玻璃片蓋在集氣瓶口上,否則收集到的氣體不純。
l 收集完畢后,如果收集的氣體的密度比空氣大,集氣瓶口應該朝上;如果收集的氣體的密度比空氣小,集氣瓶口應該朝下。
(2)向上排空氣法收集氣體的裝置(見右圖)
適用情況:氣體密度大于空氣(相對分子質量大于29),且不與空氣中的成分反應。
優缺點:收集的氣體不純但干燥!
要求:導管伸入集氣瓶底,以利于排凈空氣。
u 密度和空氣接近的氣體,不宜用排空氣法收集。
u 暫存氣體時,只需將集氣瓶正放在桌面上,蓋上毛玻璃片就可以了。
(3)向下排空氣法收集氣體的裝置(見右圖) 適用情況:氣體密度小于空氣(相對分子質量小于29),且不與空氣中的成分反應。
優缺點:收集的氣體不純但干燥!
要求:導管伸入集氣瓶底,以利于排凈空氣。
u 密度和空氣接近的氣體,不宜用排空氣法收集。
u 暫存氣體時,需要蓋上毛玻璃片并將集氣瓶倒放在桌面上。
注意:導氣管屬于發生裝置。把導氣管畫在收集裝置中,是為了更好地說明問題。