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高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)物質(zhì)提純分離氣體制備專題總結(jié)

2019-01-07 17:46:47三好網(wǎng)

  一、物質(zhì)的提純和分離(無機(jī))

  (一)對混合物分離、提純的基本要求:原理正確,操作簡便,少用試劑,量不減少(或減少很少),保護(hù)環(huán)境?

 。ǘ┗旌衔锓蛛x、提純常用的方法:按實驗操作方法分類,將有關(guān)常用方法及其適應(yīng)對象列表如下:

 

  其它如:

  加酸(某液體)轉(zhuǎn)化法:溶液中的雜質(zhì)遇酸轉(zhuǎn)化為溶液中的主要成分或氣體,如加硝酸除去硝酸鉀溶液中的碳酸鉀;通過量CO2除去NaHCO3溶液中的Na2CO3。

  吸附法:混合物中的某種組分易被某種吸附劑吸附,如用木炭使蔗糖溶液脫去有機(jī)色素。

  加氧化劑或還原劑轉(zhuǎn)化法:溶液中的雜質(zhì)易被氧化或還原為所需成分,如通氯氣除去FeCl3溶液中的FeCl2,加鐵除去FeCl2中的FeCl3。

  常見物質(zhì)除雜方法:

 

  二、氣體的制備

 。ㄒ唬怏w實驗裝置的設(shè)計

  1、裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→反應(yīng)或收集裝置→除尾氣裝置

  2、安裝順序:由下向上,由左向右

  3、操作順序:裝配儀器→檢驗氣密性→加入藥品→進(jìn)行實驗

 。ǘ怏w發(fā)生裝置的類型

  1、設(shè)計原則:根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)所需條件等因素來選擇反應(yīng)裝置?

  2、裝置基本類型:

 

  3、裝置氣密性的檢驗

  把導(dǎo)管一端浸入水中,用雙手捂住燒瓶或試管,借手的熱量使容器內(nèi)的空氣膨脹(或用酒精燈加熱),容器內(nèi)的空氣則從導(dǎo)管口形成氣泡冒出,把手(酒精燈)拿開,過一會,水沿導(dǎo)管上升,形成一小段水柱,說明裝置不漏氣。

  啟普發(fā)生器:關(guān)閉活塞后,從漏斗注入一定量的水,使漏斗內(nèi)的水面高于容器內(nèi)的水面,停止加水后,漏斗中與容器中的液面差保持不再變化,說明啟普發(fā)生器不漏氣。

 。ㄈ﹥艋?干燥與反應(yīng)裝置

  1、雜質(zhì)產(chǎn)生原因:

 。1)反應(yīng)過程中有揮發(fā)性物質(zhì),如用鹽酸制取的氣體中一般有HCl;從溶液中冒出的氣體中含有水氣。

 。2)副反應(yīng)或雜質(zhì)參加反就引起,如制乙烯時含SO2;乙炔中的H2S等。

  2、裝置基本類型:根據(jù)凈化藥品的狀態(tài)及條件來設(shè)計。

  圖8-7

  3、氣體的凈化劑的選擇。

  選擇氣體吸收劑的依據(jù):氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)的差異。主要考慮的是吸收效果,而不是現(xiàn)象。選擇一種與雜質(zhì)反應(yīng)快而且反應(yīng)完全的除雜劑。

  一般情況下:

 。1)易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水來吸收;

 。2)酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收;

 。3)堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收;

 。4)水分可用干燥劑來吸收;

 。5)能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀(或可溶物)的物質(zhì)也可作為吸收劑?

  選用吸收劑的原則:

 。1)只能吸收氣體中的雜質(zhì),而不能與被提純的氣體反應(yīng)?

  (2)不能引入新的雜質(zhì)。在密閉裝置中進(jìn)行,要保持裝置氣體暢通。

  4、氣體干燥劑的類型及選擇。

  常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類:

 。1)酸性干燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷?、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥顯酸性或中性的氣體,如CO2?SO2?NO2?HCI?H2?Cl2?O2?CH4等氣體?

 。2)堿性干燥劑,如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥顯堿性或中性的氣體,如NH3?H2?O2?CH4等氣體。

 。3)中性干燥劑,如無水氯化鈣等,可以干燥中性、酸性氣體,如O2?H2?CH4等?

  在選用干燥劑時,顯堿性的氣體不能選用酸性干燥劑,顯酸性的氣體不能選用堿性干燥劑。有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑。能與氣體反應(yīng)的物質(zhì)不能選作干燥劑,如不能用CaCI2來干燥NH3(因生成CaCl2·8NH3),不能用濃H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI等?

  5、氣體凈化與干燥裝置連接次序。

  洗氣裝置總是進(jìn)氣管插入接近瓶底,出氣管口略出瓶塞。干燥管總是大口進(jìn),小口出氣。

  一般情況下,若采用溶液作除雜試劑,則是先除雜后干燥;若采用加熱除去雜質(zhì),則是先干燥后加熱。對于有毒、有害的氣體尾氣必須用適當(dāng)?shù)娜芤杭右晕?或點燃),使它們變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質(zhì)。如尾氣Cl2?SO2?Br2(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收;尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾氣CO可用點燃法,將它轉(zhuǎn)化為CO2氣體。

  (四)收集裝置

  1、設(shè)計原則:根據(jù)氣體的溶解性或密度

  (1)易溶或與水反應(yīng)的氣體:用向上(或下)排空氣法

 。2)與空氣成分反應(yīng)或與空氣密度相近的氣體:排水(液)法

  (3)可溶性氣體考慮用排液法

 。4)兩種方法皆可用時,排水法收集的氣體較純。若欲制取的氣體要求干燥,用排空氣法或排非水溶劑法。

  2?裝置基本類型:

 。ㄎ澹┪矚馓幚硌b置-安全裝置

  尾氣的處理方法:直接排放、直接吸收、防倒吸吸收、燃燒處理

  處理裝置:

  1、直接吸收

  圖8-9

  2、防止倒吸裝置的設(shè)計

  在某些實驗中,由于吸收液的倒吸,會對實驗產(chǎn)生不良的影響,如玻璃儀器的炸裂,反應(yīng)試劑的污染等。因此,在有關(guān)實驗中必須采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施:

 。1)切斷裝置:將有可能產(chǎn)生液體倒吸的密閉裝置系統(tǒng)切斷,以防止液體倒吸,如實驗室中制取氧氣、甲烷時,通常用排水法收集氣體,當(dāng)實驗結(jié)束時,必須先從水槽中將導(dǎo)管拿出來,然后熄滅酒精燈。

 。2)置防護(hù)裝置:

  ①倒立漏斗式:這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積,有利于吸收液對氣體的吸收。當(dāng)易溶性氣體被吸收液吸收時,導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng)減少,吸收液上升到漏斗中,由于漏斗容積較大,導(dǎo)致燒杯中液面下降,使漏斗口脫離液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回?zé)績?nèi),從而防止吸收液的倒吸。下一個裝置所示,對于易溶于水難溶于有機(jī)溶劑的氣體,氣體在有機(jī)溶劑不會倒吸。

 、诙侨菔剑寒(dāng)易溶于吸收液的氣體由干燥管末端進(jìn)入吸收液被吸收后,導(dǎo)氣管內(nèi)壓強(qiáng)減少,使吸收液倒吸進(jìn)入干燥管的吸收液本身質(zhì)量大于干燥管內(nèi)外壓強(qiáng)差,吸收液受自身重量的作用又流回?zé)瓋?nèi),從而防止吸收液的倒吸。這種裝置與倒置漏斗很類似?

 、坌钜菏剑寒(dāng)吸收液發(fā)生倒吸時,倒吸進(jìn)來的吸收液被預(yù)先設(shè)置的蓄液裝置貯存起來,以防止吸收液進(jìn)入受熱儀器或反應(yīng)容器。這種裝置又稱安全瓶。

 、芷胶鈮簭(qiáng)式:為防止分液漏斗中的液體不能順利流出,用橡皮管連接成連通裝置(見恒壓式);

 、莘蓝氯踩b置式:為防止反應(yīng)體系中壓強(qiáng)減少,引起吸收液的倒吸,可以在密閉裝置系統(tǒng)中連接一個能與外界相通的裝置,起著自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用,防止溶液的倒吸。

 、逓榉乐狗勰┗蚝隣钗锒氯麑(dǎo)氣管,可將棉花團(tuán)置于導(dǎo)管口處。

 、咭悍庋b置:為防止氣體從長頸漏斗中逸出,可在發(fā)生裝置中的漏斗末端套住一只小試管。

  3、防污染安全裝置:燃燒處理或袋裝

  判斷原則:

 。1)有毒?污染環(huán)境的氣體不能直接排放?

 。2)尾氣吸收要選擇合適的吸收劑和吸收裝置?

  直接吸收:Cl2?H2S?NO2防倒吸:HCl?NH3?SO2

  常用吸收劑:水,NaOH溶液,硫酸銅溶液

  (3)可燃性氣體且難用吸收劑吸收:燃燒處理或袋裝,如CO?

  (七)常見氣體檢驗方法

 

[標(biāo)簽:復(fù)習(xí)方法 高考備考]

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