高中化學之氣體的收集、淨化、乾燥

1.收集方法及裝置： 

a.排水集氣法：適用於收集不溶於水，不與水反應的氣體。裝置如下：如採用第二個裝置，氣體應短進長出。 

b.向上排空氣法：適用於收集密度比空氣大不與空氣反應的氣體，裝置如下：如採用第二個裝置，氣體應長進短出。 

c.向下排空氣法：適用於收集密度比空氣小不與空氣反應的氣體。裝置如下：如採用第二個裝置，氣體應短進長出。

2.氣體淨化:

裝置：

3.氣體乾燥：

(1)乾燥原則：
乾燥劑只能吸收氣體中含有的水分而不能與氣體發生反應。 
①酸性乾燥劑不能幹燥鹼性氣體。 
②鹼性乾燥劑不能幹燥酸性氣體。
③具有強氧化性的乾燥劑不能幹燥具有強還原性的氣體。注意H2、CO、SO2雖具有還原性，但可用濃H2SO4乾燥。
(2)常見物質乾燥

氯氣的實驗室製法:

(1)實驗室用濃鹽酸和二氧化錳反應製取氯氣。 

(2)裝置圖： 

(3) 步驟：

氯氣的工業製法：

(1)電解飽和食鹽水(氯鹼工業)，化學方程式為：

(2)電解熔融的氯化鈉(可製得金屬蚋)，化學方程式為： 
(3)電解熔融的氯化鎂(可製得金屬鎂)，化學方程式為：

實驗室製取甲烷（CH4）：

(1)反應原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)發生裝置：固+固氣 
(3)淨化方法：濃硫酸（除水蒸氣）
(4)收集方法：排水集氣法/向下排空氣法 
(5)尾氣處理：無 
(6)檢驗方法：①點燃，淡藍色火焰，燃燒產物是H2O和CO2 

實驗室製取一氧化氮（NO）：

(1)反應原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)發生裝置：固+液→氣
(3)淨化方法：濃硫酸（除水蒸氣）
(4)收集方法：排水集氣法
(5)尾氣處理：收集法（塑膠袋） 
(6)檢驗方法：無色氣體，暴露於空氣中立即變為紅棕色 

實驗室製取二氧化氮（NO2）：

(1)反應原理：Cu＋4HNO3(濃)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)發生裝置：固+液→氣
(3)淨化方法：濃硫酸（除水蒸氣）
(4)收集方法：向上排空氣法
(5)尾氣處理：鹼液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

實驗室製取氯化氫（HCl）：

(1)反應原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)發生裝置：固＋液→氣 
(3)淨化方法：濃硫酸（除水蒸氣） 
(4)收集方法：向上排空氣法
(5)尾氣處理：水（防倒吸裝置）
(6)檢驗方法：①能使溼潤的藍色石蕊試紙變紅 ②靠近濃氨水冒白煙 

實驗室製取硫化氫（H2S）：

(1)反應原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)發生裝置：固+液→氣（啟普發生器） 
(3)淨化方法：飽和NaHS（除HCl），固體CaCl2（除水蒸氣） 
(4)收集方法：向上排空氣法 
(5)尾氣處理：CuSO4溶液或鹼液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)檢驗方法：①溼潤的藍色石蕊試紙變紅 ②溼潤的醋酸試紙黑

乙烯的製取：

(1)實驗室裡是把酒精和濃硫酸按1：3混合迅速加熱到170℃，使酒精分解製得。濃硫酸在反應過程裡起催化劑和脫水劑的作用。　　 
製取乙烯的反應屬於液--液加熱型
C2H6OCH2=CH2↑+H2O
(2)裝置圖：

(3) 注意事項： 
①酒精和濃硫酸按體積1比3混和，使乙醇利用率提高，必須使用無水酒精，而且必須控制170攝氏度才能製得乙烯。裝置連接時由下至上，由左至右。溫度計插入液面下。 

②燒瓶內加沸石以避免暴沸。 
③溫度計水銀頭插入液面下，但不要接觸燒瓶底部，以測定液體溫度。 
④要使液面溫度迅速升到170攝氏度，以避免副反應發生。 

(4)收集方法：乙烯的密度與空氣相當，所以不能用排空氣取氣法，只能用排水法收集。 
檢驗：點燃時火焰明亮，冒黑煙，產物為水和CO2；通入酸性高錳酸鉀溶液中，紫色高錳酸鉀褪色。 

(5)實驗現象：生成無色氣體，燒瓶內液體顏色逐漸加深。 

(6)兩點說明 
①實驗室中用無水乙醇和濃硫酸製取乙烯氣體，加熱不久圓底燒瓶內的液體容易變黑，原因是：濃硫酸將無水乙醇氧化生成碳單質等多種物質，碳單質使燒瓶內的液體帶上了黑色。製得的C2H4中往往混有等氣體。 
②實驗時要求使反應溫度迅速卜升到170℃並穩定在170℃左右，因該溫度下主要產物是乙烯和水，而在140℃時主要產物是乙醚和水，當溫度高於170℃ 時，乙醇和濃硫酸發生的氧化反應更加突出，反應產物有等多種物質。相關反應方程式為：

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