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1、高三化学实验复习(二) 气体实验装置的设计气体实验装置的设计（1 1）装置顺序：制气装置）装置顺序：制气装置 净化装置净化装置 主要反应或收集主要反应或收集装置装置 除尾气装置除尾气装置（2 2）安装顺序：由下向上，由左向右）安装顺序：由下向上，由左向右（3 3）操作顺序：仪器连接）操作顺序：仪器连接检验气密性检验气密性加入药品加入药品防倒防倒 吸氧化装置吸氧化装置拆卸装置拆卸装置装置连接顺序装置连接顺序实验装置的连接排列 装配仪器时：从下向上；从左往右加入试剂时：先固后液；实验开始时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯；有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气；有些实验为防氧化往
2、往最后停止通气仪器拆卸的一般过程：“从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。装置的气密性的检查装置的气密性的检查检查启普发生器气密性的简便方法：检查启普发生器气密性的简便方法：关闭关闭导气管上的导气管上的活塞活塞 从球形漏斗从球形漏斗注注入一定量的入一定量的水水 水面水面达达球球形漏斗的形漏斗的球体部位球体部位可燃性气体纯度的检验可燃性气体纯度的检验（如（如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）等）一一.装置基本类型：装置基本类型：装置类型固体反应物（加热）固液反应物（不加热）固液反应物（加热） 装置示意图主要仪器典型气典型气体体O O2 2、NHNH3 3、CHCH4 4等等H H2 2
3、、COCO2 2、H H2 2S S等。等。ClCl2 2、HClHCl、CHCH2 2=CH=CH2 2等等几种气体制备的反应原理1、O22KClO3=2KCl+3O22KMnO4=K2MnO4+MnO2+O22H2O2=2H2O+O22、NH32NH4Cl+Ca(OH)=2CaCl2+2NH3+2H2ONH3H2O=NH3+H2O3、CH4CH3COONa+NaOH=Na2CO3+CH44、H2Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H25、CO2CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O6、SO2Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2+H2O7、NO2Cu+4HNO3(浓
4、)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O8、NO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O9、C2H2CaC2+2H2OCa(OH)2+CHCH10、Cl2MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2+2H2O11、C2H4C2H5OH=CH2=CH2+H2O二.气体的净化剂的选择选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：易溶于水的气体杂质可用水来吸收；易溶于水的气体杂质
5、可用水来吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；水分可用干燥剂来吸收；水分可用干燥剂来吸收；能与杂质能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。（4 4）气体干燥剂的类型及选择）气体干燥剂的类型及选择酸性干燥剂酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷。干燥显，如浓硫酸、五氧化二磷。干燥显酸性或中性酸性或中性的气体，如的气体，如CO2CO2、SO2SO2、NO2NO2、HCIHCI、H2H2、Cl2 Cl2 、O2O2、CH4CH4等气体。等气体。碱性干燥剂碱性干燥剂，如生石灰、碱
6、石灰、固体，如生石灰、碱石灰、固体NaOHNaOH。用来干燥显。用来干燥显碱性或中性碱性或中性的气体，如的气体，如NH3NH3、H2H2、O2O2、CH4CH4等气体。等气体。中性干燥剂中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2O2、H2H2、CH4CH4等。等。在选用干燥剂时，在选用干燥剂时，有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂, ,不能用浓不能用浓 H2SO4干燥干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。等。能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用能与气体反应的物质不能选作干燥剂，
7、如不能用CaCI2CaCI2来干燥来干燥NH3NH3（因生（因生成成 CaCl28NH3)CaCl28NH3)。气体的酸碱性气体的酸碱性 干燥剂的酸碱性干燥剂的酸碱性 保持一致净化装置基本类型：净化装置基本类型：气体净化与干燥注意事项气体净化与干燥注意事项一般情况下，若采用一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。装置装置类型类型液体除杂剂液体除杂剂（不加热）（不加热）固体除杂剂固体除杂剂（不加热）（不加热）固体除杂剂固体除杂剂（加热）（加热）适用适用范围范围洗气时洗气时“长
8、长进短出进短出”干燥管除杂质时干燥管除杂质时“大进小出大进小出”装装 置置示意示意图图装置装置类型型排水（液）集气法排水（液）集气法向上排空气集气法向上排空气集气法向下排空气集气法向下排空气集气法装装 置置示意示意图适用适用范范围不溶于水（液）的不溶于水（液）的气体气体密度大于空气的气密度大于空气的气体体密度小于空气的气密度小于空气的气体体典型典型气体气体H H2 2、O O2 2、NONO、COCO、CHCH4 4、CHCH2 2CHCH2 2、CHCHCHCHClCl2 2、HClHCl、COCO2 2、SOSO2 2、H H2 2S SH H2 2、NHNH3 3、CHCH4 4三三.收
9、集装置收集装置3、冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置设计冷凝回流装置。如在发生装置安装长玻璃管等。尾气处理装置尾气处理装置：吸收式可用于除 Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2、NO等；尾气Cl2、SO2、Br2（蒸气）等可用NaOH溶液吸收；尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收 ;HCl、NH3等可用水吸收；灼烧式可用于除尾气 CH4、C2H4、C2H2、H2、CO ；收集式可用于防止有毒气体进入空气中。 防止倒吸问题防止倒吸问题在某些实验中，由于吸收液的倒吸，会对实验产生不良的影响，如玻璃仪器的在某些实验中，由于吸收液的倒吸，会对
10、实验产生不良的影响，如玻璃仪器的炸裂，反应试剂的污染等，因此，在有关实验中必须采取一定的措施防止吸收炸裂，反应试剂的污染等，因此，在有关实验中必须采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施：液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施：（1 1）切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸，）切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸，如实验室中制取氧气、甲烷时，通常用排水法收集气体，当实验结束时，必须如实验室中制取氧气、甲烷时，通常用排水法收集气体，当实验结束时，必须先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。
11、（2 2）设置防护装置）设置防护装置倒立漏斗式倒立漏斗式：如图（如图（2）甲所示，这种装置可以增大气体与吸收液的）甲所示，这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内，下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而防止吸收液的倒吸。从而防止吸收液的倒吸。肚容
12、式肚容式：如图（如图（2）乙所示，当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入）乙所示，当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本吸收液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，从身质量大于干燥管内外压强差，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。蓄液式蓄液式：如图（如图（2）丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液）丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液被预先设
13、置的蓄液装置贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称安全瓶这种装置又称安全瓶。平衡压强式平衡压强式：如图（如图（2）丁所示，为防止反应体系中压强减少，引起吸）丁所示，为防止反应体系中压强减少，引起吸收液的倒吸，可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置，起着自收液的倒吸，可以在密闭装置系统中连接一个能与外界相通的装置，起着自动调节系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。动调节系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。具有特殊作用的实验改进装置具有特殊作用的实验改进装置。防堵塞安全装置防堵塞安全装置：如图（3）所示
14、，为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置（见恒压式）；为防止粉末或糊状物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处（见防阻式（I、II）。液封装置液封装置：如图（3）所示，为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管（见液封式）防防污染安全装置染安全装置：如图（4）所示，灼烧式可用于除尾气CO；吸收式可用于除Cl2、H2S等；收集式可用于防止有毒气体进入空气中。设计化学实验时，应遵循四个基本要求：设计化学实验时，应遵循四个基本要求：设计化学实验时，应遵循四个基本要求：设计化学实验时，应遵循四个基本要求：科学性科学性 （即实验原理、操作程序和方法必须正确）（即实
15、验原理、操作程序和方法必须正确）安全性安全性 （即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题）（即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题）可行性可行性 （要满足中学现有的实验条件）（要满足中学现有的实验条件） ）简约性简约性（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等）（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等）例1水蒸气通过灼热的煤所产生的混和气,其主要成份是CO、H2还含有CO2和水蒸气.请用下列装置设计一个实验,以确认上述混和气中含有CO和H2.连接上述装置的正确顺序是:(填各接口的代码字母)混和气()()接()()接()()接()()接()().(2)确认混和气中含有H2的实验现象是;其理由
16、是.(E)(F)接(D)(C)接(A)(B)或(B)(A)接(J)(I)接(H)(G)例例2、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。设计的制取过程是：制氯气设计的制取过程是：制氯气 加净化和干燥氯气加净化和干燥氯气 制氯化铝制氯化铝 请回答下列问题：请回答下列问题：（1）从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连）从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（不一定
17、填满），并写出各仪器续装置，按前后顺序填写图的编号（不一定填满），并写出各仪器里放入的试剂的化学式里放入的试剂的化学式（2）写出实验过程中有关反应的化学方程式。）写出实验过程中有关反应的化学方程式。答案：、2NaCl+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Cl2Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Al+3Cl2=2AlCl3例3根据下图实验根据下图实验,填空和回答问题填空和回答问题:(1)烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是 ,装置装置()的的烧杯中冷水所起的作用是烧杯中冷水所起的作用是 ,装置装置()的烧杯中液体的作用
18、是的烧杯中液体的作用是 .(2)进行此实验时进行此实验时,烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住,用橡皮管连接用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠的两玻璃管口要相互紧靠,这是因为这是因为 .(3)装置装置()烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸,试简述其原因试简述其原因.(3)答答:当气体被吸收时，液体上升到漏斗中当气体被吸收时，液体上升到漏斗中.由于漏斗由于漏斗的容积较大的容积较大,导致烧杯中液面下降导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯中漏斗中的液体又流回烧杯中, 冷凝冷凝吸收未冷凝的气体吸收未冷凝的气体溴蒸
19、气会腐蚀橡皮塞和橡皮管溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管例4.现有一定量含有现有一定量含有Na2ONa2O杂质的杂质的Na2O2Na2O2试样试样. .请从下图中选用适当的实验装请从下图中选用适当的实验装置置, ,设计一个最简单的实验设计一个最简单的实验, ,测定测定Na2O2Na2O2试样的纯度试样的纯度( (可供选用的反应物只有可供选用的反应物只有CaCO3CaCO3固体固体,6mol/L,6mol/L盐酸和蒸馏水盐酸和蒸馏水) )请填写下列空白请填写下列空白: :(1)(1)写出实验中写出实验中Na2O2Na2O2和和Na2ONa2O分别发生反应的化学方程式分别发生反应的化学方程式. . (2)
20、(2)应选用的装置是应选用的装置是( (只要求写出图中装置的标号只要求写出图中装置的标号) ) (3)(3)所选用装置的连接顺序应是所选用装置的连接顺序应是( (填各接口的字母填各接口的字母; ;连接胶管省略连接胶管省略).).(2)(3)(G)接(A)(B)接(F)条件不同，生成物则不同条件不同，生成物则不同1、2P3Cl2=2PCl3(Cl2不足)；2P5Cl2=2PCl5(Cl2充足)2、2H2S3O2=2H2O2SO2(O2充足)；2H2SO2=2H2O2S(O2不充足不充足)3、4NaO2=2Na2O2NaO2=Na2O2(点燃点燃)4、Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O；Ca(
21、OH)22CO2(过量过量)=Ca(HCO3)25、2Cl22Ca(OH)2=Ca(ClO)2CaCl22H2O6Cl26Ca(OH)2=Ca(ClO3)25CaCl26H2O(加热)6、CO2=CO2(O2充足)；2CO2=2CO(O2不充足)7、8HNO3(稀)3Cu=2NO2Cu(NO3)24H2O4HNO3(浓)Cu=2NO2Cu(NO3)22H2O8、NaCl(固)H2SO4(浓)=NaHSO4HCl2NaCl(固)H2SO4(浓)=Na2SO42HCl(加热加热)9、H3PO4NaOH=NaH2PO4H2OH3PO42NaOH=Na2HPO42H2OH3PO43NaOH=Na3PO
22、43H2O10、AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl；AlCl34NaOH(过量)=NaAlO22H2O11、NaAlO24HCl(过量)=NaCl2H2OAlCl3NaAlO2HClH2O=NaClAl(OH)312、Fe6HNO3(热、浓)=Fe(NO3)33NO23H2OFeHNO3(冷、浓冷、浓)(钝化)13、Fe6HNO3(热、浓)=Fe(NO3)33NO23H2OFe4HNO3(热、浓)=Fe(NO3)22NO22H2O14、Cl2HCl3Cl2（六氯环已烷)Fe光15、C2H5OHCH2=CH2H2OC2H5OHHOC2H5140C2H5OC2H5H2O17、C2H5C
23、lNaOH=C2H5OHNaClC2H5ClNaOH=CH2CH2NaClH2O18、6FeBr23Cl2（不足不足）=4FeBr32FeCl32FeBr23Cl2（过量）=2Br22FeCl3170170ClClClClClCl Cl滴加顺序不同，现象不同滴加顺序不同，现象不同1、AgNO3与与NH3H2O： AgNO3向向NH3H2O中滴加中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀开始无白色沉淀，后产生白色沉淀NH3H2O向向AgNO3中滴加中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失开始有白色沉淀，后白色沉淀消失2、Ca(OH)2与与H3PO4(多元弱酸与强碱反应均有此情况多元弱酸与强碱反应均有此情况
24、)： Ca(OH)2向向H3PO4中滴加中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀开始无白色沉淀，后产生白色沉淀 H3PO4向向Ca(OH)2中滴加中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失开始有白色沉淀，后白色沉淀消失3、NaOH与与AlCl3： NaOH向向AlCl3中滴加中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失开始有白色沉淀，后白色沉淀消失 AlCl3向向NaOH中滴加中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀开始无白色沉淀，后产生白色沉淀4、HCl与与NaAlO2： HCl向向NaAlO2中滴加中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失开始有白色沉淀，后白色沉淀消失 NaAlO2向向HCl中滴加中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀开始无白色沉淀，后产生白色沉淀5、Na2CO3与盐酸与盐酸： Na2CO3向盐酸中滴加向盐酸中滴加开始有气泡，后不产生气泡开始有气泡，后不产生气泡 盐酸向盐酸向Na2CO3中滴加中滴加开始无气泡，后产生气泡开始无气泡，后产生气泡
