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亚美体育官网化学实验中气体的净化、干燥与装置

  操作方法:收集一试管可燃性气体,用堵住试管口,靠近火焰,移开拇指点火。如果听到响声很小,表明气体已纯净;如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,需要更换试管再做实验,直到纯净为止。

  气体除杂的一般思路:气体的除杂,首先要判断气体中的杂质,然后再根据杂质的性质选择大神28官网的试剂及装置。

  ① 反应过程中有挥发性物质,如用盐酸制取的气体中一般有HCl;从溶液中冒出的气体中含有水气。

  ② 看气体是否完全反应,如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中应含有CO2杂质;

  气体的性质和杂质的性质的差异。主要考虑的是吸收效果,而不是现象。选择一种与杂质反应快而且反应完全的除杂剂。一般情况下:

  a.氧化还原法:通过灼热的铜丝网除去混合气体中的O2;通过灼热的CuO除去H2、CO等。

  一般用洗气瓶、U形管或干燥管(盛装固体药品)。根据除杂试剂的状态决定。用液体除杂,使用的装置是洗气瓶。用固体除杂,使用的装置可以是干燥管、U型管或玻璃管(可加热)。

  盛装液态干燥剂,用于干燥气体;也可以盛装其他液体试剂,用来对酸性或中性气体进行除杂。洗气瓶应“长进短出”

  ⑵ 干燥管为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置,为防止固体“流动”,两端用石棉或玻璃棉堵住,但要使气流通畅。

  ③ 用作干燥剂的物质须具备两个条件:一是本身要具有很强的吸水性;二是不能与燥的气体发生反应。

  酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2、O2、N2、CH4等气体。不能用来干燥溶于水显碱性的气体。

  ② 碱性干燥剂:如生石灰、碱石灰(NaOH与CaO的混合物)、固体NaOH。

  碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、N2、CH4等气体。不能用来干燥溶于水显酸性的气体(CO2、Cl2、SO2等)。

  可干燥SO2、CO2、Cl2、H2、O2、CO等气体,但不能干燥碱性气体NH3及强还原性气体HBr、HI、H2S等

  在选用干燥剂时,能与气体反应的物质不能选作干燥剂,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。

  ⑴ 若采用溶液除杂,应该是除杂在前,干燥在后。其原因是:气体除杂过程中会从溶液中带入水蒸气,干燥剂可除去水蒸气。

  如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制备CO2,欲制得干燥、纯净的CO2,可先将产生的气体通过饱和NaHCO3溶液,除去混入其中的HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。

  ⑵ 若采用加热除杂,则应先干燥后加热。如N2中混有O2、CO2、H2O(g),可先将混合气体通过碱石灰,除去CO2和H2O(g),再将从干燥管中导出的气体通过装有灼热铜网的硬质玻璃管,除去O2,即可得到干燥、纯净的N2。若将混合气体先通过灼热的铜网,因气体中混有水蒸气,易使硬质玻璃管炸裂。

  在干燥管中应大口进气,小口出气;用广口瓶作洗气瓶或干燥瓶是应长导管进气,短导管出气;用广口瓶作排水集气瓶应短导管进气,长导管排水。

  ① 洗气瓶:a进b出,如用饱和NaHCO3溶液除去CO2气体中的HCl气体。

  ③ 集气瓶:若a进b出,可收集密度比空气大的气体,如CO2;若b进a出,可收集密度比空气小的气体,如H2。

  ④ 安全瓶:在气体的制取与性质验证实验中连接该装置(瓶中不盛放任何试剂),可有效地防止倒吸,起到安全瓶的作用(此时广口瓶中a管长度同b管)。

  有毒有害及易燃的气体要进行尾气的处理。如:HX、NH3、SO2、H2S、Cl2、NOx(NO2和NO)、CO、CH4等。

  对于有毒、有害的气体,尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),使它们变为无毒、无害、无污染的物质,再排放到空气中。如:

  NO2、Cl2、SO2、NOx(NO2和NO)、H2S、Br2(蒸气)等酸性有毒气体常用NaOH等碱性溶液吸收;

  SO2还可用溴水或酸性高锰酸钾溶液吸收,尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;Cl2、SO2等还能用装有碱石灰的干燥管吸收。

  装置A适用于吸收溶解度小的气体,如Cl2、CO2等;装置B、C可吸收溶解度大的气体,如HCl、HBr、NH3等

  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。

  ⑴ 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,必须先从水槽中将导管拿出来,然后熄灭酒精灯。

  ① 倒立漏斗式:如上图Ⅲ。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,导管内压强减小,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重力的作用又流回烧瓶内,从而防止吸收液的倒吸。对于易溶于水难溶于有机溶剂的气体,气体在有机溶剂不会倒吸。

  ② 肚容式:如上图Ⅳ。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。

  ③ 蓄液式:如上图Ⅴ。当吸收液发生倒吸时,倒吸进来的吸收液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。

  ④ 平衡压强式:如上图Ⅵ。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;

  ⑤ 防堵塞安全装置式: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,起着自动调节系统内外压强差的作用,防止溶液的倒吸。

  ⑦ 液封装置: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

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