气体收集(说明排水法和排气空气体法收集气体的操作方法)
化学实验中会产生气体,气体的收集是中学化学学习的重点内容。气体收集方法主要分为两种:排水法和排气空气体法。
1.排水方法
原理:将产生的气体引入装有水的气瓶中,让气体将气瓶中的水排出,从而收集气体。
优点:可以获得净化的气体。
缺点:得不到干气。
可通过排水收集的气体:不溶于水或难溶于水且不与水发生化学反应的气体,如氧气(O2)、氢气(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)等。
注:二氧化硫(SO2)和二氧化碳(CO2)气体与水发生化学反应,不能通过排水收集。
排水操作方法
1.1、水槽+气瓶+磨砂玻璃
将气瓶装满水,盖上玻璃,注意气瓶内不能有气泡(气泡内有空气体,会导致收集到的气体不纯);
将气瓶倒入水箱中,并移开液面以下的玻璃;
当管口的气泡连续均匀冒出时,将管子放入集气瓶,开始集气。
当气瓶内的水放完,气瓶口冒出气泡时,说明气瓶已满;
在水下用玻璃罩住气瓶,取出放在桌面上。如果气体的密度大于空,就要放在桌面上,比如氧气(O2);如果气体的密度小于空,就要把它倒过来放在桌子上,比如氢气(H2),氮气(N2)。
1.2.长短导管+气瓶
用双孔塞和长短导管将气瓶装满水,塞紧瓶塞,内部不应有气泡。装置如图,长管不要太短,最好靠近瓶底。短管不要太长,稍微伸出塞子就行。
将长管的另一端放入烧杯或量筒中,气体从短管的另一端通入。慢慢将瓶中的水压入烧杯或量筒中。量筒或烧杯中水的体积等于收集气体的体积。最后,气瓶中的气体就是收集的气体。
2.排气空气体法
原理:根据气体与空气体的密度差,向气瓶内连续通入气体,将气瓶内空气体排出。达到集气的目的。
优点:可以获得干气。
缺点:无法获得净化气体(空气体容易收集用于气体混合)。
可采用排气空气体法收集的气体:不与空气体发生化学反应且密度与空气体相差较大的气体,以及接近空气体密度的气体不宜采用排气空气体法收集。
密度大于空的气体:
氧气(O2)、二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)
密度低于空的气体:
氢气(H2)、甲烷(CH4)和氨气(NH3)。
气体密度接近空的气体:
氮气(N2)、一氧化碳(一氧化碳)。
排气空气体操作方法
2.1、毛玻璃+气瓶+导管
向上空排气法
密度高于空的气体(O2、SO2、CO2)
将气体收集器的瓶口朝上放在实验台上,将导管插入瓶底,用毛玻璃盖住部分瓶口,通入待收集的气体。一段时间后,检查集气管是否充满,取出导管,平移推动玻璃,盖上所有集气管口。
全氧(O2)收集的试验方法:使用带火星的木条。放入气瓶口,木棒会复燃,说明氧气已经收集完毕。
二氧化碳(CO2)完全收集的试验方法:使用燃烧的木棒。放在气瓶口,木条就出来了,说明已经收集到二氧化碳了。
向下空排气法
密度低于空的气体(H2、CH4、NH3)
将气瓶倒置在实验台上,将玻璃片压紧在气瓶口,将导管插入瓶底,通入待收集的气体。一段时间后,检查气体是否完全收集,取出导管,平移推动玻璃片,盖上所有气瓶嘴。
2.2.长短导管+气瓶
双孔塞、长短管的气瓶,长管不能太短,最好靠近瓶底。短管不要太长,稍微伸出塞子就行。如图所示。
密度低于空的气体(H2、CH4、NH3)应从短管引入,因为密度低于空的气体首先集中在集气罐的上部。如果从长管引入气体,气体是从下往上流,从短管流出,就收不到气体了。
密度大于空的气体(O2、SO2、CO2)应从长管引入,因为密度大于空的气体首先集中在气瓶的下部。如果是从短管引入,气体会自上而下流动,从长管流出,所以无法收集到气体。
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