(1)气体制取装置:气体发生装置-净化装置-干燥装置-或收集装置-吸收装置 (2)气体性质验证装置:气体发生装置-净化装置-(干燥装置)-性质验证装置-吸收装置 2、气体发生装置 4、净化装置与干燥装置实验室制备的气体常常带有酸 雾和水汽,有时需要净化和干燥。酸雾可用水或物质的水溶 液除去,然后根据气体性质选用浓硫酸、无水氯化钙、碱石 灰等吸收水汽。通常可使用洗气瓶、U 形管或干燥管等仪器 进行净化或干燥。液体(如水、浓硫酸等)一般装在洗气瓶内, 无水氯化钙和碱石灰等固体装在U 形管或干燥管内。气体中 如还有其他杂质,则应根据具体情况分别用不同的洗涤液或 干燥剂进行处理。 (2)净化剂的选择 选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的 气体反应。一般情况下:易溶于水的气体杂质可用水来吸 收;酸性杂质可用碱性物质吸收;碱性杂质可用酸性物 质吸收;水分可用干燥剂来吸收;能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。 (3)常用的气体 干燥剂按酸碱性可分为三类: 酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅酸胶体。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、 HCl、H2、Cl2 、O2、CH4 等气体。 碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、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、 CH4 等气体。 中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4 一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,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。 在选用干燥剂 时,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,不能用浓H2SO4 干燥 NH3、H2S、HBr、HI、SO3、C2H4 与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCl2来干燥 NH3(因生成 (2)能溶于水且溶解度不大的气体,可以用排某些饱和溶液的方法收集。如:CO2 可用排饱和碳酸氢钠溶液法收集; Cl2 可用排饱和食盐水法收集。(H2S?) (3)Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均有毒,最好用下图 装置用排气法收集: 口出气,b口应连接尾气处理装置,防止有 毒气体排入空气。 (4)用排水法收集满气体后,怎样从水 槽中取出集气瓶? 用玻璃片在水面下盖住集气瓶口,将玻璃片与集气瓶一起移出水面,将盖有玻璃片的集气瓶放在桌上(考虑气体密度 确定瓶口在上在下)。 将有可能产生液体倒吸的系统切断,以防止液体倒吸,如用排水法收集气体,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。(2)设置防护装置 倒立漏斗式:如图甲所示,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,导管内压强减少,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身重力的作用又流回烧瓶内, 肚容式:如图乙所示,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,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。这种装置与倒立漏斗很类似。 蓄液式:如图丙所示,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(两管都要 平衡压强式:如图丁所示,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、尾气吸收装置(1)基本原则 对于有毒、有害的气体尾气必须点燃或用适当的溶液加以吸收,使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、 SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S 可用 CuSO4 NaOH溶液吸收;尾气 CO 可用点燃法,将它转 化为CO2 气体。 (2)常用装置 对于极易溶于水的气体可用水吸收,用装置(2)、(3),防止倒吸〖其中装置(3)用于吸收少量气体,效果不如(2) 对于溶解速率不快的气体可用装置(1),一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收,例如:Cl2、H2S、SO2 对于可燃性有毒气体,可用装置(4),经点燃除掉,例如:CO。也可以用气囊加以收集。 对于难溶于水且不与水反应的气体,可借助排出水的体积,用量筒或滴定管测定,从而确定气体的体积。要求量器中的 液面与瓶内的液面相平。 9、气密性的检验(1)、基本方法: 受热法:将装置 只留下1 个出口,并先将该出口的导管插入水中,后采用微 热(手捂、热毛巾捂、酒精灯微热等),使装置内的气体膨 胀。观察插入水中的导管是否有气泡。停止微热后,导管是 否出现水柱。 压水法:如启普发生器气密性检查 吹气 法(不常用,略) (2)、基本步骤: 观察气体出口数目,若有多个出口,则通过关闭止水夹、分液漏斗活塞或用水封等方法,只装置只剩一个气体出口。 采用加热法、水压法、吹气法等进行检查观察气泡、 水柱等现象得出结论。 注:若连接的仪器很多,应分段检 【例1】如何检查图A装置的气密性 将导管出口埋入水中,用手掌或热毛巾焐容积大的部位,看水中的管口是否有气泡逸出, 过一会儿 移开焐的手掌或毛巾,观察浸入水中的导管末端有无水上升 形成水柱。若焐时有气泡溢出,移开焐的手掌或毛巾,有水 柱形成,说明装置不漏气。 【例2】请检查下面装置的气密 方法:关闭分液漏斗活塞,将将导气管插入烧杯中水中,用酒精灯微热园底烧瓶,若导管末端产生气泡,停止微热, 有水柱形成,说明装置不漏气。 方法:如图所示。