制取气体是实验化学中基本与重要的一项技能。在部分化学反应中有气体参与,但是气体试剂不便于储存,所以在进行实验前要通过反应来生成这种气体,随制随用。气体制取是实验化学中的一项基本技能,气体制取的目的是制备纯净的气体以便于实验等工作。因此制取气体需要考虑很多因素,以便达到目的。确定生成气体的反应通常一种气体可能由多种反应产生,例如,对于氯气,既可以加热浓盐酸与二氧化锰得到,也可以电解食盐水得到,也可以电解熔融的氯化钠得到。但是限于实验室的条件与实验技术,并不是所有反应都适合实验室制备、收集气体,如电解饱和食盐水得到的氯气是潮湿的,电解氯化钠不便于收集,同时耗费太多资源。因此在制取气体时一定要考虑是否便于收集、反应条件、经济性等多种因素。
考虑实验细节实验中有一些细节是需要考虑的。如何时开始加热,何时完成收集。这些细节可能影响到气体的纯度或者引起危险。例如:排水收集氧气时,刚开始有气泡不能收集、导管不能伸入集气瓶太长不便于取出;排空气法二氧化碳时要在结束时眼前用燃烧的木条检验是否集满。这里大体介绍一些气体的制取方法与实验装置。具体的实验要视情况而定。进行实验一定要检查气密性。按照具体的步骤进行实验,实验时要小心谨慎,注意观察现象并填写实验报告。
氯气制取原理:强氧化剂氧化含氧化合物制取方程式:MnO2+4HCl(浓) =加热= MnCl2+Cl2↑+2H2O。检验:能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;除杂质:先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)收集:排饱和食盐水法或向上排气法尾气回收:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O此实验的一些注意事项:1、盐酸一定是浓盐酸,稀盐酸在此条件下不与二氧化锰反应;而实验时浓盐酸浓度逐渐降低,到达一定限度后不再反应。因此实际实验中所添加的的浓盐酸实际的量要比理论值多一些。2、要使用NaCl的饱和溶液出去HCl气体。HCl可在NaCl的饱和溶液中溶解,但是Cl2基本不溶于NaCl的饱和溶液。3、烧瓶加热要垫石棉网。
硫化氢制取原理:强酸与强碱的复分解反应。氨气制取原理:固体铵盐与固体强碱的复分解。
二氧化硫制取原理:稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解。氯化氢制取原理:高沸点酸与金属氯化物的复分解。二氧化氮、一氧化氮制取原理:不活泼金属与浓硝酸、稀硝酸的氧化—还原。一氧化碳制取原理:浓硫酸对有机物的脱水作用。甲烷制取方程式:CH3COONa+NaOH =加热= CH4↑+Na2CO3。乙烯制取原理:浓硫酸对有机物的脱水作用。乙炔制取原理:电石强烈吸水作用制取方程式:CaC2+2H2O = Ca(OH)2+CH≡CH↑。
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