三、常見氣體的實驗室制備

　1 1 、氣體發(fā)生裝置的類型

�。�1）設計原則：根據(jù)反應原理、反應物狀態(tài)和反應所需條件等因素來選擇反應裝置。

　（2）裝置基本類型：

　裝置類型 固體反應物（加熱）

　固液反應物（不加熱）

　固液反應物（加熱）

　裝置 示意圖

　主要儀器

　典型氣體 O 2 、NH 3 、CH 4 等 H 2 、CO 2 、H 2 S 等。

　Cl 2 、HCl、CH 2 =CH 2等

　操作要點 （l）試管口應稍向下傾斜，以防止產生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂。

�。�2）鐵夾應夾在距試管口 l/3 處。

�。�3）膠塞上的導管伸入試管里面不能太長，否則會妨礙氣體的導出。

�。�1）在用簡易裝置時，如用長頸漏斗，漏斗頸的下口應伸入液面以下，否則起不到液封的作用； （2）加入的液體反應物（如酸）要適當。

�。�3）塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應制備氣體可用啟普發(fā)生器制備。

�。�1）先把固體藥品加入燒瓶，然后加入液體藥品。

�。�2）要正確使用分液漏斗。

　 2 2 、 幾種氣體制備的反應原理

　1、O 2

　 2KClO 3 2KCl+3O 2 ↑

　 2KMnO 4 K 2 MnO 4 +MnO 2 +O 2 ↑

　 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 ↑ 2Na 2 O 2

　+ 2H 2 O = 4NaOH+O 2 ↑ 2Na 2 O 2 +2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2 ↑ 2、NH 3

　2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 CaCl 2 +2NH 3 ↑+2H 2 O

　NH 3 ·H 2 O NH 3 ↑+H 2 O

　 NH 3 ·H 2 O+CaO=NH 3 ↑

　+Ca（OH）

　2 3、CH 4

　 CH 3 COONa+NaOH Na 2 CO 3 +CH 4 ↑

　4、H 2

　Zn+H 2 SO 4 (稀)=ZnSO 4 +H 2 ↑

　5、CO 2

　 CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +CO 2 ↑+H 2 O

　6、SO 2

　Na 2 SO 4 +H 2 SO 4 (濃)=Na 2 SO 4 +SO 2 ↑+H 2 O

　7、NO 2

　 Cu+4HNO 3 (濃)=Cu(NO 3 ) 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O

　8、NO

　 3Cu+8HNO 3 (稀)=3Cu(NO 3 ) 2 +2NO↑+4H 2 O

　9、C 2 H 2

　CaC 2 +2H 2 O→Ca(OH) 2 +CH≡CH↑ 10、Cl 2

　MnO 2 +4HCl(濃) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O

　2KMnO 4 +16HCl=5Cl 2 ↑+MnCl 2 +2KCl+8H 2 O 11、C 2 H 4

　C 2 H 5 OH CH 2 =CH 2 ↑+H 2 O 12、N 2

　NaNO 2 +NH 4 Cl NaCl+N 2 ↑+2H 2 O

　 3CuO +2NH 3 3Cu+N 2 ↑+3H 2 O 13、H 2 S

　FeS+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 S↑

　3 3 、收集裝置

�。�1）設計原則：根據(jù)氧化的溶解性或密度 （2）裝置基本類型：

　 4 4 、凈化與干燥裝置

�。�1）設計原則：根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件 （2）裝置基本類型：

�。�

　 （3）氣體的凈化劑的選擇 選擇氣體吸收劑應根據(jù)氣體的性質和雜質的性質而確定，所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質，而不能與被提純的氣體反應。一般情況下：①易溶于水的氣體雜質可用水來吸收；②酸性雜質可用堿性物質吸收；③堿性雜質可用酸性物質吸收；④水分可用干燥劑來吸收；⑤能與雜質反應生成沉淀（或可溶物）的物質也可作為吸收劑。

�。�4）氣體干燥劑的類型及選擇 常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類：

�、偎嵝愿稍飫�，如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體，如 CO 2 、SO 2 、NO 2 、HCI、H 2 、Cl 2

　、O 2 、CH 4 等氣體。

�、趬A性干燥劑，如生石灰、堿石灰、固體 NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體，如 NH 3 、H 2 、O 2 、CH 4 等氣體。

�、壑行愿稍飫�，如無水氯化鈣等，可以干燥中性、酸性、堿性氣體，如 O 2 、H 2 、CH 4 等。

　在選用干燥劑時，顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑，顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應的物質不能選作干燥劑，如不能用 CaCI 2 來干燥 NH 3 （因生成 CaCl 2 ·8NH 3 ），不能用濃 H 2 SO 4 干燥 NH 3 、H 2 S、HBr、HI等。

　氣體凈化與干燥注意事項

　一般情況下，若采用溶液作除雜試劑，則是先除雜后干燥；若采用加熱除去雜質，則是先干燥后加熱。

　對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當?shù)娜芤杭右晕�收（或點燃），使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質。如尾氣 Cl 2 、SO 2 、Br 2 （蒸氣）等可用 NaOH 溶液吸收；尾氣 H 2 S 可用CuSO 4 或 NaOH 溶液吸收；尾氣 CO 可用點燃法，將它轉化為 CO 2 氣體。

　5、 氣體實驗裝置的設計

�。�1）裝置順序：制氣裝置→凈化裝置→反應或收集裝置→除尾氣裝置 （2）安裝順序：由下向上，由左向右 （3）操作順序：裝配儀器→檢驗氣密性→加入藥品

　裝置類型 排水（液）集氣法 向上排空氣集氣法 向下排空氣集氣法 裝

　置 示意圖

　適用范圍 不溶于水（液）的氣體 密度大于空氣的氣體 密度小于空氣的氣體 典型氣體 H 2 、O 2 、NO、CO、CH 4 、 CH 2 ＝CH 2 、CH≡CH Cl 2 、HCl、CO 2 、SO 2 、H 2 S H 2 、NH 3 、CH 4

　裝 置 類型 液體除雜劑（不加熱）

　固體除雜劑（不加熱）

　固體除雜劑（加熱）

　適 用 范圍

　裝 置 示意圖

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