實驗室製取氣體總結

2021-12-25 03:35:58 字數 5004 閱讀 3650

實驗室製取氧氣

一、工業制法(分離液態空氣法)

原理:利用液態氧和液態氮的沸點不同。——物理變化(蒸餾)注意:該過程是物理變化

二、氧氣的實驗室制法(化學變化)

1、雙氧水(過氧化氫)製取氧氣

a、藥品:過氧化氫(h2o2)和二氧化錳(黑色粉末 mno2)

b、實驗原理

表示式:

注:mno2在該反應中是催化劑,起催化作用

c、裝置:固體與液體反應,不需加熱

注意事項:

①長頸漏斗的下端應該伸入液面以下,防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出;可以用分液漏斗代替長頸漏斗,不一定要讓下端伸入到液面以下②、導管只需略微伸入試管塞

③、氣密性檢查:用止水夾關閉,開啟分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持續下降,就說明氣密性良好。④、裝藥品時,先裝固體後裝液體。

⑤、該裝置的優點:不需要加熱,可以隨時新增液體。

d、步驟:連、查、裝(二氧化錳)、定、倒(過氧化氫溶液)、收

2、用高錳酸鉀、氯酸鉀製取氧氣

a、藥品:、高錳酸鉀(暗紫色固體)、氯酸鉀(白色固體)與二氧化錳(黑色粉末)

b、原理:

2 ①加熱氯酸鉀(有少量的二氧化錳):

表示式:

注意:mno2在該反應中是催化劑,起催化作用②加熱高錳酸鉀:

表示式:

c、裝置:加熱固體制氣體(加熱氯酸鉀的為一類)

d、操作步驟:(連)查、裝、定、點、收、離、熄。①連線裝置:先下後上,從左到右的順序。

②檢查裝置的氣密性:將導管的一端浸入水槽中,用手緊握試管外壁,若水中導管口有氣泡冒出,證明裝置不漏氣。鬆開手後,導管口出現一段水柱。

③裝入藥品:按粉末狀固體取用的方法(藥匙或紙槽)

④固定裝置:固定試管時,試管口應略向下傾斜;鐵夾應夾在試管的中上部⑤加熱藥品:先使試管均勻受熱,後在反應物部位用酒精燈外焰由前向後加熱。⑥收集氣體:

a、若用排水集氣法收集氣體,當氣泡均勻冒出時再收集,剛排出的是空氣;水排完後,應用玻璃片蓋住瓶口,小心地移出水槽,正放在桌面上(密度比空氣大)(防止氣體逸出)

判斷氣體收集滿的標準:有氣泡從水槽中集氣瓶口向外冒出

b、用向上排空法。收集時導管應伸入集氣瓶底部(為了排盡瓶內空氣)用排水法收集時,導管放在集氣瓶口⑦先將導管移出水面⑧再停止加熱 e、易錯事項:

a). 試管口要略微向下傾斜:防止生成的水回流,使試管底部破裂。藥品應平鋪在試管底部

b). 導氣管伸入發生裝置內要稍露出橡皮塞:有利於產生的氣體排出。

c). 用高錳酸鉀製取氧氣時,試管口塞一團棉花:防止高錳酸鉀粉末進入導氣管,汙染製取的氣體和水槽中的水。

d). 排氣法收集氣體時,導氣管要伸入接近集氣瓶底部:有利於集氣瓶內空氣排出,使收集的氣體更純。

e). 實驗結束後,先將導氣管移出水面,然後熄滅酒精燈:防止水槽中的水倒流,炸裂試管。 f、收集方法:

①排水法(不易溶於水)②向上排空法(密度比空氣大) g、檢驗、驗滿

檢驗:用帶火星的木條伸入集氣瓶內,發現木條復燃,說明是氧氣;驗滿:用帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復燃,證明已滿。三、催化劑:

1、概念:在化學反應中能改變其他物質的反應速率(加快或變慢),但本身的化學性質和質量在反應前後沒有發生變化的物質。

2、特點:兩不變(質量、化學性質)、一改變(反應速率)注意:①催化劑不能改變生成物的質量,不能決定反應的進行②催化劑不是反應物、又不是生成物

③催化劑僅針對某一反應,並不是所有反應的催化劑④某一反應的催化劑可能不只一種

3、二氧化錳在一些反應中不只作催化劑,催化劑不一定就只有二氧化錳。(在過氧化氫溶液製取氧氣中,催化劑可以用硫酸銅溶液、氧化鐵、氧化銅、紅磚粉末)。在氯酸鉀製取氧氣中,二氧化錳的質量和化學性質不變,但質量分數變大。

實驗室製取二氧化碳

一. 反應原理

caco3+2hcl=cacl2+h2o+co2↑

三. 實驗步驟

「查」:檢查裝置的氣密性。

「裝」:從錐形瓶口裝大理石,塞緊塞子。

「加」:從長頸漏斗(或分液漏斗)加入稀鹽酸。

「收」:收集氣體。

「驗滿」:用燃著的木條放在集氣瓶口,木條熄滅證明已收集滿。

四. 收集方法

用向上排空氣法收集二氧化碳(因為二氧化碳密度比空氣大)。不能用排水法收集二氧化碳(因為二氧化碳溶於水)。

五. 注意事項

裝置注意事項:發生裝置的導管露出塞子即可,不能伸入過長;長頸漏斗下端要伸入液面以下。

操作注意事項:用向上排空氣法收集二氧化碳時導管要伸入集氣瓶底部。

六. 實驗室製取二氧化碳析疑

(一)為什麼選用大理石或石灰石製取二氧化碳?

答:大理石或石灰石的主要成分是碳酸鈣。碳酸鹽跟酸起反應,一般都有二氧化碳生成。

若選用可溶性的碳酸鹽(如碳酸鈉等),與酸反應速度過快,難以控制;若選用不溶性碳酸鹽(如碳酸鎂等),則其**一般較少。大理石或石灰石與酸反應適中,其在自然界中含量也極其豐富,**低廉。所以,選用大理石或石灰石制二氧化碳。

(二)實驗室製取二氧化碳時,為什麼最好選用稀鹽酸?

答:如果用稀硫酸和大理石或石灰石反應,有關化學方程式為:caco3+h2so4=caso4+h2o+co2↑,結果生成微溶性固體硫酸鈣,它覆蓋在大理石或石灰石表面,使酸與大理石或石灰石脫離接觸,導致反應太緩慢。

如果用硝酸與大理石或石灰石反應,由於硝酸是一種不穩定性的酸,在見光或受熱時易分解:4hno3= 4no2↑+o2↑+2h2o,從而使制得的co2中混有no2和o2等雜質。

如果用濃鹽酸和大理石或石灰石反應,由於濃鹽酸具有揮發性,使制得的co2中混有較多的***氣體。

用稀鹽酸和大理石或石灰石反應,所得co2氣體平穩,氣體又較為純淨,所以選用稀鹽酸制co2最合適。

(三)實驗室製取二氧化碳裝置,需要哪些儀器?使用時應注意什麼事項?

答:儀器有廣口瓶(平底燒瓶、錐形瓶等)、長頸漏斗、雙孔橡皮塞、導管、集氣瓶。

使用時應注意的事項有:(1)要用鑷子夾取石灰石或大理石。裝入廣口瓶(平底燒瓶、錐形瓶等)時要注意「一橫、二放、三豎」。

(2)插入廣口瓶(平底燒瓶、錐形瓶等)內的導管不能伸入液面以下,也不宜過長,只需剛剛露出塞子即可,這樣才能有利於氣體匯出。

(3)稀鹽酸應從長頸漏斗加入,長頸漏斗的下端管口要伸入液面以下,防止反應生成的氣體從長頸漏斗逸出。

(4)不能用酒精燈加熱制co2。

(四)怎樣證明生成的氣體是二氧化碳?

答:把產生的氣體通入盛有澄清石灰水的試管中,若石灰水變渾濁,則證明生成的氣體是co2。

(五)用什麼方法收集二氧化碳?

答:co2能溶於水,故不能用排水法收集;co2的密度比空氣大,故採用向上排空氣法收集co2。

(六)怎樣檢驗集氣瓶裡是否充滿了二氧化碳?

答:用一根燃著的木條放在集氣瓶口,若木條立即熄滅,則證明瓶內已充滿co2,否則說明co2沒有收集滿。

(七)實驗室裡能否用啟普發生器來製取二氧化碳?

答:能。用啟普發生器來製取的氣體必須符合以下三個條件:

(1)塊狀固體和液體反應產生氣體;(2)生成的氣體難溶於水;(3)反應不需加熱。實驗室製取co2常用塊狀的大理石或石灰石與稀鹽酸反應,且反應不需加熱,生成的co2氣體雖能溶於水,卻難溶於稀鹽酸。所以,能用啟普發生器來製取co2。

氫氣的製取

實驗步驟:

向大試管中放入幾粒鋅,加入 5ml 稀硫酸,迅速蓋緊單孔膠塞,將導管另一端深入水槽水面下,待氣流平穩後用小試管收集產生的氣體。將小試管用拇指堵住靠近火焰,檢驗生成氣體的性質。把大試管中剩餘液體匯入蒸發皿中小心加熱,使液體蒸發。

冷卻後觀察蒸發皿中物質的色態。反應原理:zn + h2so4 == znso4 + h2 ↑注意事項:

1. 製取氫氣選用的金屬一般是鋅和鐵,凡是金屬活動性在氫氣前面的金屬,都可用來製取氫氣。 2.

製取氫氣的酸溶液一般選用稀硫酸和稀鹽酸。濃硫酸和濃、稀硝酸因氧化性太強,與金屬反應不會產生氫氣。

3. 因氫氣密度小於空氣密度,所以本實驗必須採用向下排空氣法或排水取氣法

4. 用排空氣法收集氣體時,玻璃導管必須伸到容器底部,否則不能將空氣排盡,收集不到純淨的氣體。

氣體發生裝置的選擇:

(1)固體加熱:試管口略向下傾斜,可防止固體物質本身帶有的水或反應生成的水在管口處冷凝、倒流炸裂試管。

(2)固液在常溫下反應製取氣體的裝置(如用過氧化氫溶液在二氧化錳催化作用下製取o2,用石灰石與稀鹽酸製取co2等)氣體收集裝置:

氣體收集方法主要由氣體的溶解性和氣體的密度比空氣密度大或小來確定。

(1)難溶於水或不易溶於水的氣體,可採用排水法收集,如o2,h2,ch4,co等,而且要當氣泡連續、均勻地冒出時才收集。(2)密度比空氣大而且不與空氣中成分反應的氣體(相對分子質量大於29的氣體),採用向上排空氣法收集,如o2,co2等(3)密度比空氣小而且不與空氣中成分反應的氣體(相對分子質量小於29的氣體),採用向下排空氣法,如h2,ch4等。氣體的製取和除雜:

(1)o2的製取、除雜:製取:三種製取方法:加熱kclo3和mno2;加熱kmno4;h2o2在mno2

催化下分解。加熱高錳酸鉀製取氧氣時為了防止高錳酸鉀粉末被氣流衝進導管內而堵塞導管的現象,常在試管口放一團棉花。

除雜:分解雙氧水得到的氧氣中會混有水蒸氣,需要用濃硫酸或鹼石灰或naoh固體

(2)co2的製取、除雜:

製取:實驗室製取co2用大理石或石灰石(主要成分是caco3)與稀鹽

酸的反應。不用稀硫酸、濃鹽酸代替稀鹽酸,不用碳酸鈉粉末代替大理石或石灰石,因為稀硫酸反應會生成硫酸鈣(caso4)的微容物,隨著硫酸鈣的增加會覆蓋在石灰石的表面,從而阻止稀硫酸與碳酸鈣的接觸;濃鹽酸具有揮發性,

得到的co2中有較多的hcl氣體;碳酸鈉粉末反應速率太快,不好控制。

除雜:實驗室製取得到的co2氣體中混有hcl氣體、水蒸氣,要除去混

有的hcl氣體可用碳酸氫鈉(nahco3)溶液,除去混有的水蒸氣可用濃硫酸。(3)h2的製取、除雜:製取:

實驗室製取氫氣時金屬宜用鋅粒,而不用鎂條(**貴、反應速率快)、鐵片(反應速率慢),酸宜用稀硫酸,而用稀鹽酸(揮發性)、濃硫酸和硝酸(兩者具有強氧化性不能得到h2)

除雜:實驗室製取的h2中常混有水蒸氣,除去水蒸氣可選用氫氧化鈉固體或濃硫酸,驗證水蒸氣應選用白色硫酸銅粉末;若用zn和hcl製取的氫氣則還會含有雜質hcl氣體,要除去hcl氣體可選擇鹼溶液或硝酸銀溶液(naoh或agno3溶液)。

實驗室製取氣體

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