一、气备方法的选择原则
在实验中,选择制取气体的方法时,需要综合考虑以下几个方面的因素:
可行性:所选择的反应原料必须能够有效地制得所需的气体。
经济性:原料应当便宜且易于获得,以确保实验的成本可控。
反应条件适宜:所选反应必须能够在适当的温度、压力和其他条件下进行,并且便于操作和控制。
反应速率的适度性:反应的速率应适中,既不能过快,以免失控,也不能过慢,以免影响实验进度,确保气体的稳定收集。
气体的纯净度:所产生的气体应该尽可能纯净,以免对实验结果造成干扰。
操作简便且安全:操作过程应简洁、易行,同时必须考虑安全性,确保实验过程中没有意外发生,并且符合环保和节能的要求。
二、常见气体的制备方法
1. 常见气体的发生装置选择
根据反应物的状态和反应条件,我们需要选择合适的实验装置来制备气体。选择正确的设备对于气体的收集与实验的顺利进行至关重要。
(1)实验装置名称
下图所示的装置中,标号为a、b的仪器分别是什么?
a: ________
b: ________
(2)过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气
在实验室中,我们通常使用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气。该反应的化学方程式为:
2H
→2H
O+O
根据此反应所需的条件,应选择什么类型的气体发生装置?
选用的装置是:________
气体的收集装置是:________
(3)二氧化碳气体的体积测量
在实验中,F装置常常用于测量生成的二氧化碳(CO₂)气体的体积。在水面上放置植物油的主要目的是:
植物油的作用能够消除水溶性气体对实验结果的影响,原有空气的存在对实验结果是否有显著影响?
【解析】
装置名称
a 和 b 分别为试管和集气瓶,这些仪器是常见的气体生成和收集装置,能够确保实验过程的顺利进行。
制取氧气的反应
使用过氧化氢和二氧化锰反应制取氧气时,反应式为:
2H
→2H
O+O
在这种反应中,氧气是一种不易溶于水且密度较大的气体,因此适合使用排水法或向上排空气法来收集。在这种情况下,我们应该选择“固液不加热型”反应装置,即B装置作为气体发生器,并使用D或E装置作为气体的收集器。通过这种方式,氧气能迅速被收集并保持其纯度。
二氧化碳体积的测量
由于二氧化碳气体能够溶解在水中并与水发生反应,因此在测量其体积时,我们需要在水面上加一层植物油。植物油能够有效隔离水与二氧化碳反应,减少由于溶解效应造成的实验误差。在这种条件下,二氧化碳通过F装置通入时,容器内部的气压升高,推动水进入量筒,从而使我们能够准确地测定二氧化碳气体的体积。原本存在的空气对这一实验过程并不会产生显著影响,因此可以忽略其影响。
这些操作和细节的设计,旨在确保实验能够顺利、准确地进行,从而得到可靠的实验结果。