高中化学之气体的收集、净化、干燥

1.收集方法及装置：

a.排水集气法：适用于收集不溶于水，不与水反应的气体。装置如下：如采用第二个装置，气体应短进长出。

b.向上排空气法：适用于收集密度比空气大不与空气反应的气体，装置如下：如采用第二个装置，气体应长进短出。

c.向下排空气法：适用于收集密度比空气小不与空气反应的气体。装置如下：如采用第二个装置，气体应短进长出。

2.气体净化:

装置：

3.气体干燥：

(1)干燥原则：

干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。

①酸性干燥剂不能干燥碱性气体。

②碱性干燥剂不能干燥酸性气体。

③具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。注意H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓H2SO4干燥。

(2)常见物质干燥

氯气的实验室制法:

(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气。

(2)装置图：

(3) 步骤：

氯气的工业制法：

(1)电解饱和食盐水(氯碱工业)，化学方程式为：

(2)电解熔融的氯化钠(可制得金属蚋)，化学方程式为：

(3)电解熔融的氯化镁(可制得金属镁)，化学方程式为：

实验室制取甲烷（CH 4 ）：

(1)反应原理：CH 3 COONa＋NaOH CH 4 ＋Na 2 CO 3

(2)发生装置：固+固 气

(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）

(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法

(5)尾气处理：无

(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H 2 O和CO 2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO 3 (稀)==3Cu(NO 3 ) 2 ＋2NO↑＋4H 2 O

(2)发生装置：固+液→气

(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）

(4)收集方法：排水集气法

(5)尾气处理：收集法（塑料袋）

(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO 2 ）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO 3 (浓)==Cu(NO 3 ) 2 ＋2NO 2 ↑＋2H 2 O

(2)发生装置：固+液→气

(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）

(4)收集方法：向上排空气法

(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO 2 +H 2 O==2HNO 3 +NO;NO+NO 2 +2NaOH===2NaNO 2 +H 2 O)

实验室制取氯化氢（HCl）：

(1)反应原理：2NaCl＋H 2 SO 4 Na 2 SO 4 ＋2HCl?

(2)发生装置：固＋液→气

(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）

(4)收集方法：向上排空气法

(5)尾气处理：水（防倒吸装置）

(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

实验室制取硫化氢（H 2 S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H 2 S↑＋FeCl 2

(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）

(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl 2 （除水蒸气）

(4)收集方法：向上排空气法

(5)尾气处理：CuSO 4 溶液或碱液吸收（H 2 S+2NaOH==Na 2 S+H 2 O或H 2 S+NaOH==NaHS+H 2 O）

(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑

乙烯的制取：

(1)实验室里是把酒精和浓硫酸按1：3混合迅速加热到170℃，使酒精分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。

制取乙烯的反应属于液--液加热型

C 2 H 6 O CH 2 =CH 2 ↑+H 2 O

(2)装置图：

(3) 注意事项：

①酒精和浓硫酸按体积1比3混和，使乙醇利用率提高，必须使用无水酒精，而且必须控制170摄氏度才能制得乙烯。装置连接时由下至上，由左至右。温度计插入液面下。

②烧瓶内加沸石以避免暴沸。

③温度计水银头插入液面下，但不要接触烧瓶底部，以测定液体温度。

④要使液面温度迅速升到170摄氏度，以避免副反应发生。

(4)收集方法：乙烯的密度与空气相当，所以不能用排空气取气法，只能用排水法收集。

检验：点燃时火焰明亮，冒黑烟，产物为水和CO 2 ；通入酸性高锰酸钾溶液中，紫色高锰酸钾褪色。

(5)实验现象：生成无色气体，烧瓶内液体颜色逐渐加深。

(6)两点说明

①实验室中用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯气体，加热不久圆底烧瓶内的液体容易变黑，原因是：浓硫酸将无水乙醇氧化生成碳单质等多种物质，碳单质使烧瓶内的液体带上了黑色。制得的C2H4中往往混有 等气体。

②实验时要求使反应温度迅速卜升到170℃并稳定在170℃左右，因该温度下主要产物是乙烯和水，而在140℃时主要产物是乙醚和水，当温度高于170℃ 时，乙醇和浓硫酸发生的氧化反应更加突出，反应产物有 等多种物质。相关反应方程式为：