综合百科

想知道空气到底有多重?揭秘相对分子质量小秘密

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在实验室环境中制备气体时,收集气体的常用方法

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排水法

(1)对于那些难以溶解或仅微溶于水,并且不会与水发生化学反应的气体,均可采用排水法进行收集。

(2)通常情况下,若气体适合采用排水法收集,则应优先选择此方法,因为排水法能够收集到纯度较高的气体,尽管其中会含有一定量的水蒸气。

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排气法

(1)对于那些不与空气发生反应,且其密度与空气密度存在显著差异的气体,均可适用排空气法进行收集。具体而言,相对分子质量大于29的气体应采用向上排空气法收集,而相对分子质量小于29的气体则应采用向下排空气法收集。

(2)排气集气法的优势在于操作简便,但其收集到的气体纯度相对较低。

注意:

A .在运用排水法收集气体时,导气管只需伸入至集气瓶口即可,这样做便于操作;而在使用排空气法收集气体时,导气管则需深入至集气瓶底部,以确保集气瓶中的空气能够被充分排出。

B.对于已充满气体的集气瓶,是否盖上毛玻璃片后正放或倒放,取决于气体的密度。为了减少集气瓶内气体向空气中的扩散,密度小于空气的气体,在集满后盖上毛玻璃片应倒置在桌面上;而密度大于空气的气体,则应正放在桌面上。

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在收集气体过程中,验证气体是否已满的方法

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排水法

集气瓶中的水需装至满,瓶口处不得存在气泡,倒置在水槽中,直至集气瓶内的水完全排出。

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排空气法

验证是否已满的工具应放置在靠近集气瓶口的位置,不得放置于集气瓶内部。

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气体的干燥与除杂

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气体的干燥原则

浓硫酸、固体氢氧化钠、硫酸铜固体、氯化钙固体可作为干燥剂。

(1)在选择干燥剂时,必须考虑气体与干燥剂的性质,确保干燥剂不会与待干燥的物质发生反应。

(2)干燥装置的选择应根据干燥剂的状态来决定。在进行干燥操作时,装置要么采用“长进短出”的设计,要么采用“大口进、小口出”的设计。

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气体净化除杂原则

净化气体的过程中,必须确保被净化的气体不减少,同时不引入新的杂质。除杂的方法包括:使用碱性试剂吸收酸性杂质,使用酸性试剂吸收碱性杂质,或者使用能与杂质反应生成沉淀或可溶性物质的试剂。除杂的顺序通常是先进行除杂,然后再进行干燥。

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氧气的制取

2KClO3 =MnO2△=2KCl+3O2↑或

2KMnO4=△=K2MnO4+MnO2+O2↑

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实验操作步骤

①连:按照要求将仪器连接好

②检:检查装置的气密性。

③装:将氯酸钾和二氧化锰的混合物装入试管中。

④定:将试管固定在铁架台上。

⑤点:点燃酒精灯给试管加热。(先预热)

⑥收:收集氧气。

⑦移:实验结束后将导管从水中移出。

⑧熄:熄灭酒精灯

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实验时需要注意的问题

A、根据酒精灯和水槽的高度固定试管,使酒精灯的外焰正对着试管中有药品的部位。

B、试管口应略微向下倾斜,以防止药品中残留的水分受热后变成水蒸气,到达管口冷却成水滴,再回流到管底,导致试管破裂。

C、铁夹应夹在离试管口1/3处,且不要夹得太紧,以免夹破试管。药品应倾斜铺在试管底部,以增大药品的受热面积,同时便于氧气逸出。伸入试管内的导管,应仅稍伸出橡皮塞即可,便于气体排出。导管上应有一段橡皮管,便于操作,以免折断导管。

D、如果以高锰酸钾制氧气时,试管口应塞一团棉花,以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;如果用氯酸钾为原料制氧气时,试管口不能塞棉花,这是因为棉花是易燃物,而氯酸钾又具有强氧化性,放氧速率快,很容易着火燃烧,以至发生爆炸。

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在实验室中用排水法收集氧气时

导管口开始有气泡逸出时不能收集,因为开始从导管中逸出的气泡是容器中的空气,当气泡连续均匀地从导管口逸出时,此时可收集。由于氧气的密度较大,为防止氧气逸散到空气中,收满氧气的集气瓶应盖上玻璃片,正放在桌面上。

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催化剂

在化学反应中,能够改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质均未发生变化的物质被称为催化剂。注意:催化剂可以加快或减慢反应速率,催化剂必须纯净。

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氢气的制取

Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑

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实验注意及验纯方法

(1)在实验室制备氢气时,金属应选用锌粒,而不用镁条(价格较高)、铁片(反应较慢);酸应选用稀硫酸,而不用盐酸(易挥发,产生杂质);浓硫酸和硝酸(具有强氧化性,不能得到氢气)。

(2)氢气验纯的方法:收集一试管氢气,用拇指堵住管口,口朝下,移近火焰,移开拇指点火,若听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,需再收集再检验,若听到噗声,表明氢气已纯。

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氢气还原氧化铜的实验

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装置特点

试管口略向下倾斜;导气管通入试管底部,位于氧化铜上方;铁夹夹在离试管口1/3处;药品要平铺在试管底部,用酒精灯的外焰加热。

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实验步骤及操作要点

实验开始时先通氢气,再点燃酒精灯,目的是赶尽试管内的空气,防止氢气与空气混合受热发生爆炸,实验完毕时先熄灭酒精灯,继续通氢气至试管冷却,目的是防止被还原出的铜再被空气中的氧气氧化,可归纳为“氢气”早出晚归,酒精灯“迟到早退”实验现象:黑色氧化铜变为光亮红色;试管口有液滴生成。

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二氧化碳的制取

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O

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实验步骤

连:按要求把装置连接好。

检:检查装置的气密性。

装:把大理石或石灰石的小块装入广口瓶;

注:向广口瓶内注入稀盐酸;

集:收集二氧化碳。

注意:

A.用块状大理石或石灰石跟稀盐酸反应较好。因为粉末状大理石跟稀盐酸反应速度相当快,且形成大量泡沫,进入导管甚至集气瓶。

B.制取二氧化碳,不用浓盐酸,因为浓盐酸挥发性强。

C.制氢气,通常用不具有挥发性的稀硫酸,而制二氧化碳时,却不用稀硫酸。因为硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水,成为薄膜包住碳酸钙,使反应很难继续进行。

D.二氧化碳气体中往往含有氯化氢气体和水蒸气,有时,在制得二氧化碳后,要除去氯化氢气体和水蒸气,(用饱和碳酸氢钠溶液除氯化氢)

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验满

用燃着的木条放在集气瓶口试验,如果火焰熄灭证明瓶内已充满二氧化碳。

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灭火原理

通常使用的灭火器有:泡沫灭火器;干粉灭火器;液态二氧化碳灭火器;干粉灭火器除可用扑灭一般火灾外,还可用扑灭可燃性的油、气的火灾;液态二氧化碳可用来扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾。