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常见气体的制备与收集
北京四中
应掌握
O
2
、
H
2
、
CO
2
、
Cl
2
、
NO
、
NO
2
、
NH
3
、
C
2
H
4
、
C
2
H
2
等
9
种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、
仪器
装置、操作要点、净化、干燥、收集、检验、尾气处理等一系列
的基本知识和基本操作技能。
1
．气体的发生装置
一般根据反应物状态和反应条件设计气体发生装置，
通常气体的
发生装置有如下几种
(
见下图
)
2
．气体的收集方法
根据气体的密度、
溶解性、
稳定性可将气体的收集方法
分为三种。
(1)
排水集气法
适用于
的气体
。
优点是收
集的气体纯度高，易判断是否收集满。
若有些气体虽在水中有一
定的溶解性或与水微弱反应，也可通过往水中加入电
解质，抑制
与水反应。如用
方法收集浓度较高的
Cl
2
。
(
装置见
a)
(2)
向上排空气收集法
适用于
的气体
。
(
装置见
b)
(3)
向下排空气集气法
适用于
的气体
。
(
装置
c)
6
3
．常见气体制备原理，装置选择
[
说明
]
①
制备少量
O
2
还可以用
H
2
O
2
或
N
a
2
O
2
反应
：
方程式：
，选择发生装
置
。
②制备
少量
NH
3
可以加热浓氨水或将浓氨水
滴入盛
NaOH
固体
的烧瓶中，选择发
生装置
。
4
．气体的净化和干燥
气体的净化、干燥装置一般常用的有
、
、
和双通加热管几种。
如下图：
6
(1)
洗气瓶
(
如图
c)
一般装入液体除杂试剂
。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸
收
或将杂质气体转化为所制取的气体。
常见除杂试剂有：
①强碱溶液：如<
/p>
NaOH
溶液可吸收
CO
2
、
SO
2
< br>、
H
2
S
、
Cl
2
、
NO
2
等呈酸性的气体。
②饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：
饱和
溶液能除去
CO
2
中混有的
HCl
、
SO
2
等强酸
性气体。
饱和
溶液能除去
SO
2
中混有的
HCl
、
SO
3
等气体。
饱和
溶液能除去
H
2
S
中混有的
HCl
气体。
③
浓
H
2
SO
4
：
利
用
它
的
吸
水
性
，
可
除
去
、
、
、
CO
、<
/p>
NO
2
、
CH<
/p>
4
等气体中
混有的水蒸气。但由于浓
H
2
SO
4
有强氧化性，不能用来干燥
具有强还原性气体，如
H
2
S
、
HBr
、
HI
等。
④酸性
KMnO
4
溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还
原性的气体，如除去混在
CO
2
气体中的
SO<
/p>
2
、
H
2
S
等。
(2)
干燥管、
U
形管
一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有：
①酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。如
P
2
O
5
、硅胶等。
②碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。如
CaO
、碱石灰、固体
NaOH
等。
③中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如
CaCl<
/p>
2
(
但
CaCl
2
不能干燥
NH
3
，
因易形成
CaCl
2
·
8NH
3
氨合物
)
。
(3)
双通加热管
< br>一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分
反应。
< br>
例如：
C
u
和混合气体中
O
2
< br>反应而将
O
2
除去。
另外还常用固体的
装入干燥管中，通过颜色
变化检验水蒸气的存在
(
但不能用
CuSO
4
作干燥剂，因
C
uSO
4
吸
水率低
)
。用
Na
2
O
2
固体也可将
CO
2
、
H
2
< br>O(
气
)
转化为
。
5
．测量气体的体积
利用气体的不溶于某些液体的性质
(
如
H
2
难溶于
水，
Cl
2
难溶于饱和食盐水
)
可用排液法粗略测量气体的体积。其多种量气装置见下图：
实验操作水平的高低决定了测量误差的大小。为减少量气误差，
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