1、化学实验基础知识化学实验基础知识2六、常见气体的实验室制法1.气体制备实验的基本思路依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,可将制备气体的发生装置分为三类:(1)固体固体 气体(固体加热)发生装置:制备气体:O2、NH3、CH4等:(2)固体液体或液体液体 气体(固液加热)发生装置:制备气体:Cl2、C2H4、SO2、HCl等:(1)先加先加固体固体,再加,再加液体液体(2)正确使用分液漏斗正确使用分液漏斗(3)固体液体(不加热) 气体(固液不加热)发生装置:制备气体:H2、CO2、C2H2、O2等:(1)长颈漏斗的下口应伸入液面以下(2)加入的液体反应物要适当装置类型操作要点典型气体不溶于水
2、(液),又不与水(液)反应的气体H H2 2、O O2 2、CHCH4 4、COCO、CHCH2 2=CH=CH2 2、NO NO 、ClCl2 2( (饱和饱和NaClNaCl溶液溶液) )等等向下排空气集气法密度比空气小且不与空气中成分反应的气体H2、NH3、CH4等向上排空气集气法密度比空气大且不与空气中的成分反应的气体Cl2、HCl、NO2CO2、SO2等特别提示:(1)除杂试剂选择的依据:主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。除杂原则:不损失主体气体;不引入新的杂质气体;在密闭装置内进行;先除易除的杂质气体。易溶于水的气体杂质可用水来吸收。如:HCl、NH
3、3。酸性杂质可用碱性物质吸收。如:CO2、SO2用NaOH、CaO吸收。水分可用干燥剂来吸收。如:用浓硫酸、CaO、CaCl2、硅胶等吸水。能与杂质反应生成沉淀(或溶于水)的物质可作除杂剂。如:用Ba(OH)2吸收SO3,Cl2用NaOH吸收。(2)气体干燥剂的选择:常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类:酸性干燥剂:酸性干燥剂能够干燥酸性或中性气体,如:浓硫酸、硅胶等能干燥CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。不能用浓 H2SO4干燥碱性气体如NH3和还原性气体H2S等。碱性干燥剂:碱性干燥剂可以用来干燥碱性或中性的气体,如:生石灰等能干燥NH3、H2、O2等气体。
4、中性干燥剂:可以干燥中性、酸性、碱性气体。如:无水氯化钙等能干燥O2、H2等。(3)用溶液作除杂试剂,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。(3)尾气处理的原因和方法原因:有些气体有毒或有可燃性,任其逸散到空气中,会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。处理方法:一般根据气体的相关性质,使其转换为非气态物质或无毒物质,如酸性有毒气体用碱溶液吸收,可燃性气体用点燃等措施。 类型1: 净化剂净化剂浓浓H2SO4NaOH溶液溶液杂质气体杂质气体H2OCO2、SO2净化剂 净化剂净化剂碱石灰碱石灰NaOH杂质气体杂质气体H2OCO2、H2O净化剂 净化剂净化剂CuCuO杂质气体杂质气体O
5、2H2 、 CO净化剂 无论采用哪种装置制取气体,成套装置组装完毕,无论采用哪种装置制取气体,成套装置组装完毕,装入反应物之前,都必须检查装置的气密性以确保实装入反应物之前,都必须检查装置的气密性以确保实验的顺利进行。验的顺利进行。 检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等,检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等,观察气泡或液面变化。微热法检查的关键词是封闭、观察气泡或液面变化。微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱;液差(封)法的关键词是封闭、微热、气泡、水柱;液差(封)法的关键词是封闭、液差。液差。 检查气密性的规范检查气密性的规范(1)检查装置气密性一般分为三个环节:第一步
6、要将装置检查装置气密性一般分为三个环节:第一步要将装置处理成一个密闭体系;第二步设法使密封系统内产生压处理成一个密闭体系;第二步设法使密封系统内产生压强变化,第三步观察体系内压强是否变化。强变化,第三步观察体系内压强是否变化。(2)对装置气密性检查答题时的规范要求:装置形成封闭对装置气密性检查答题时的规范要求:装置形成封闭体系体系操作操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等微热、手捂、热毛巾捂、加水等)描述现象描述现象得出结论。得出结论。 【答题模板】解答此类题目必须明确的关键词:微热法检查:封闭、微热、气泡、水柱;液差(封)法检查:封闭、液差。(2)答案必须按“操作现象结论”要点回答:操作:如何形
7、成“密闭体系”,如何“加热”。现象:观察气泡或液面变化,指出相关实验现象。结论:通过什么现象说明气密性良好。(1)常用化学危险品的分类:爆炸品/压缩气体和液化气体/易燃液体/易燃固体、自燃物品/氧化剂和有机过氧化物/有毒品/放射性物品/腐蚀品。(2)图标阐释:u爆炸品:u压缩气体和液化气体、易燃液体易燃固体自燃物品:u氧化剂:图案是火炬的火焰形状下方有氧元素符号。u剧毒品:图案是骷髅和骨棒。u三级放射性物品:飞机的螺旋桨、电风扇的扇轮。u腐蚀品:图案是试管内液体滴到桌面或手上。图案是火炬的火焰形状。图案是条形辐射状,情形与电影中手榴弹爆炸现象一样。七、化学实验的安全常识易燃固体易燃固体易燃气体
8、易燃气体易燃液体易燃液体2常见危险化学品的标志常见危险化学品的标志易燃固体易燃固体易燃气体易燃气体易燃液体易燃液体 腐蚀品腐蚀品自然物品自然物品 氧化剂氧化剂遇湿易燃物品遇湿易燃物品 爆炸品爆炸品有毒气体有毒气体放射性物品放射性物品(1)剧毒药品要单独专柜保存。制备有毒气体应在通风橱中进行。尾气应用适当试剂吸收,防止污染空气。(2)实验操作中要有保证安全的措施。点燃可燃性气体如H2、CO、CH4 、C2H4 等之前应先检验纯度,防止不纯气体点燃发生爆炸。(3)H2还原CuO、CO还原Fe2O3等实验,在实验之前应先通气,将实验装置内的空气排出后再加热,防止装置内空气混合受热发生爆炸。(4)若用
9、加热方法制气体且用排水法收集气体,在收集完气体时先将导气管从水中拿出再熄灭酒精灯,防止倒吸。(5)乙醇与浓硫酸混合制乙烯、石油分馏、乙酸乙酯的制取等实验应加碎瓷片或沸石,防止暴沸(避免混合液受热时剧烈跳动)。乙酸乙酯防倒吸(导管不应插入溶液内)。4实验室意外事故预防和处理措施(1)用酒精灯加热的安全注意事项在使用前,要先检查灯里有无酒精,禁止向燃着的酒精灯里添加酒精和用燃着的一只酒精灯去点燃另一只酒精灯以免失火。不可用嘴去吹灭,洒出的酒精在桌上着火,立即用湿布扑盖。(2)稀释浓硫酸时应将浓硫酸慢慢倒入水中,不能将水倒入其中,以避免外溅。浓硫酸灼伤时先用干布小心拭去浓硫酸,再用大量的水冲洗。(3
10、)钾、钠和白磷等暴露在空气中易燃烧。少量钾、钠应保存在煤油中,白磷则可保存在水中。取用时用镊子,防止灼伤。易燃有机溶剂(如:乙醇、苯等),使用时远离明火,用毕立即盖紧瓶塞,要防着火。活泼金属着火(如:Na)用沙子覆盖灭火,不能用泡沫灭火器灭火。(4)不纯的氢气遇火易爆炸,严禁接近明火。在点燃前,必须先检查纯度。某些强氧化剂(如:氯酸钾、硝酸钾、高锰酸钾等)或其混合物不能研磨 ,防爆炸。(5)闻药品(特别是气体)的气味。面部应离远容器,用手将离开容器的气流慢慢地扇向自己的鼻孔,防中毒。吸入硫化氢或一氧化碳气体,而感到不适时,应立即到室外呼吸新鲜空气。 (6)有毒药品(如:钡盐、铅盐)废液不能随便倒入下水道。含重金属离子的废液将其转化为难溶性的氢氧化物或硫化物而沉积下来,从而过滤分离,回收利用,少量残渣可埋于地下。(7)有毒气体如NO2、SO2、Cl2、H2S等用导管通入碱液中吸收。CO可点燃转化为CO2。(8)电器设备所引起的火灾,用二氧化碳或四氯化碳灭火器灭火,不能用泡沫灭火器,以免触电。 易错提示: