中學化學氣體制備實驗的一般解題思路

宋尚榮

一、氣體制備實驗的基本思路

二、氣體的發(fā)生裝置

依據(jù)制備氣體所需的反應物狀態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)）和反應條件（是否加熱），可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類。

（一）固體＋固體[△]氣體

發(fā)生裝置：

制備氣體：O2、NH3、CH4等。

（二）固（液）體＋液體[△]氣體

發(fā)生裝置：

制備氣體：Cl2、C2H4等。

注意：1.如果需要具體控制溫度，必須使用溫度計。

2.如果不需要具體控制溫度，或者溫度高低對反應影響較小，可以不使用溫度計。

（三）固體＋液體（不加熱）[]氣體

制備氣體：H2、CO2、C2H2等。

發(fā)生裝置：

注意：1.甲、乙是啟普發(fā)生器的裝置，丙是啟普發(fā)生器的簡易裝置，中學階段一般使用啟普發(fā)生器的簡易裝置。2.使用啟普發(fā)生器應同時具備以下條件：（1）難溶于水的塊狀固體與液體反應；（2）反應不能加熱且不能太劇烈；（3）氣體難溶于水。3.乙炔的制備不能使用啟普發(fā)生器。

（四）氣體制備裝置的改進

1.“固體＋固體[△]氣體”裝置的創(chuàng)新

改進的目的：用于加熱易熔化的固體物質(zhì)，這樣可有效地防止固體熔化時造成液體的倒流，如草酸晶體受熱分解制取CO2氣體。

2.“固體＋液體[]氣體”裝置的創(chuàng)新

3.“固（液）＋液[△]氣體”裝置的創(chuàng)新

圖A改進優(yōu)點是能控制反應液的溫度。

圖B改進優(yōu)點是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強相等，便于液體順利流下。

（五）氣體的除雜方法

1.除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。

除雜原則：（1）不損失主體氣體；（2）不引入新的雜質(zhì)氣體；（3）在密閉裝置內(nèi)進行；（4）先除易除的雜質(zhì)氣體。

2.氣體干燥凈化裝置

當CO2中混有O2雜質(zhì)時，應選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉。

（六）氣體的收集方法

（七）集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置

裝置Ⅰ從a管進氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。

1.飽和食鹽水——收集Cl2。

2.飽和NaHCO3溶液——收集CO2。

3.飽和NaHS溶液——收集H2S。

4.飽和NaHSO3溶液——收集SO2。

5.四氯化碳——收集HCl或NH3。

裝置Ⅱ儲氣式集氣。氣體從橡膠管進入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。

（八）尾氣處理的原因、方法及裝置

1.原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會污染空氣或者引發(fā)火災、爆炸等災害。

2.處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點燃等措施。

3.尾氣處理裝置（見圖a、b、c）

（1）實驗室制取Cl2時，尾氣的處理可采用b裝置。（注意要防倒吸）

（2）制取CO時，尾氣處理可采用ac裝置。

（3）制取H2時，尾氣處理可采用ac裝置。