装置嘛 ,是由气体的发生与收集两个主要装置组成的。发生装置是根据反应物、生成物的状态(固体或液体),反应条件(是否加热)决定的;收集装置是根据气体的溶解性和密度决定的。
(1)气体的发生装置
① 加热固体制气体(图1)用于制氧气等。
注意:试管口略向下倾斜,铁夹夹持试管中上部,导管伸入试管的部分不宜过长。装药前应检查装置的气密性。药品平铺试管底部,加大受热面积。先均匀加热,再固定在药品处用外焰加热。
此装置还适用于固体加热有气体生成的反应,如:加热碱式碳酸铜、加热胆矾等,若将加热条件改为高温,还可用于木炭还原氧化铜、分解碳酸钙等反应。
② 常温下固体和液体反应制气体(图2)用于制氢气,二氧化碳气体等。
注意:长颈漏斗下端管口应插入液面以下形成液封。导气管伸入试管的部分不宜过长。
(2)气体的收集装置
① 排水集气法:适用于收集难溶于水的气体,如H2、O2、CO、CH4等气体(图3)
注意:当气泡连续、均匀地放出后再收集;可燃性气体应验纯后再收集,当用此法收集加热反应制出的气体,在收集完毕时,应先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯。
② 向上排空气集气法(集气瓶口向上)。适用于比空气重的(相对分子质量大于29)而常温不与空气反应的气体,如O2、CO2、Cl2、SO2、HCl等气体(图4)
③ 向下排空气集气法(集气瓶口向下)。适用于收集比空气轻(相对分子质量小于29)的气体,如H2、NH3等气体。(图5)
用排气法集气时,应注意导气管要插到靠近集气瓶底部,要在集气瓶口进行气体验满。
(3)气体验纯与验满方法
① 可燃性气体点燃与收集前都应验纯。验纯的一般方法是:用排水法收集一试管气体,用拇指堵住,试管口朝下移近火焰,移开拇指点火,听到尖锐的爆鸣声,表明气体不纯;听到“噗”的声音,表明气体已纯。如果用排气法收集,经检验不纯,需要再检验时,应该用拇指堵住试管口一会,待里面的余火熄灭,再收集气体验纯。
② 气体验满方法
气体 方法 现象 结论
O2 把带火星的木条置于集气瓶口 木条着火 已满
CO2 把燃着的木条置于集气瓶口 木条熄灭 已满
(4)实验室制取氧气、氢气和二氧化碳使用的药品及反应原理
气体 药品 反应原理
O2 氯酸钾、二氧化锰或高锰酸钾 ,
H2 锌粒、稀硫酸 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
CO2 大理石或石灰石、稀盐酸 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
5. 常见气体杂质的除法
气体杂质 方法或试剂
H2 通过灼热的氧化铜,然后再除去产生的水蒸气。
CO 通过灼热的氧化铜,然后再除去产生的
O2 通过炽热的铜网。原理:
CO2 通过澄清石灰水或 溶液。(后者吸收效果更好)
通过无水硫酸铜或浓硫酸。(后者在除水时常用)
通过 溶液或 等碱性溶液中(后者吸收效果好)