要点一 实验室制备气体的通用策略
在实验室环境下,为了制备特定气体,需先明确其化学反应原理。这涉及到选择合适的品和反应条件,如常温、加热或加入催化剂等。
示例一:制取氧气
(1)工业上采用分离液态空气的方法制取氧气,这是一种物理变化。
(2)在实验室环境中,可以通过以下化学反应制取:
过氧化氢在二氧化锰的催化下反应:2H2O2 → 2H2O + O2↑
高锰酸钾受热分解:2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑
氯酸钾在二氧化锰催化下受热:2KClO3 → 2KCl + 3O2↑
示例二:制取二氧化碳
(1)工业上通过碳酸钙高温分解制取二氧化碳。
(2)实验室则采用以下反应:
碳酸钙与稀盐酸反应:CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
需注意,浓盐酸不宜使用,因其具有挥发性,会导致二氧化碳不纯;稀硫酸同样不适合,其产物硫酸钙微溶,会覆盖在碳酸钙表面阻止反应进行。碳酸钠反应过于剧烈,也不适宜使用。
要点二 实验装置的选择与应用
(1) 发生装置的选择
根据反应物状态和反应条件选择发生装置,通常分为固体加热型和固液常温型。
(2) 收集装置的选择及使用方法
要点三 气体处理技术
1. 气体净化
气体净化是为了去除不纯气体中的杂质。选择净化试剂时,应确保试剂只吸收杂质气体,不吸收待净化的气体。
2. 气体干燥
需根据干燥剂的干燥范围选择合适的干燥方法。
要点四 尾气处理技术