集气、洗气谈

集气·洗气谈】

　　集气、洗气是气体实验考查中经常“联袂”出现的两个问题，其装置的辨别、分析更是学生容易混淆或把握不准的问题。本文拟将大家在学习中经常碰到的情况进行归纳，并选部分高考题作简单分析，供学习参考。
一、装置图示及用途：常见的集气装置：如下图中的①～③，其中①、②为排空气法收集气体装置，③为排水法或排液法收集气体装置。常见的洗气装置：如下图中的④，也可用于气体的除杂、气体的干燥等。

类 别

集气装置

洗气装置

排空气法

排水或排液法

代 号

①

②

③

④

图
示

说 明

从
a
管口进气，则为向上排空气法；反之，为向下排空气法。

从
d
管口进气，则为向上排空气法；反之，为向下排空气法。

从
f
管口进气，称为排水或排液法。

从
g
管口进气，可用于洗气或除杂、干燥气体。

二、几个注意问题：气体制备是化学学习中必须要掌握的基本实验技能，一定要理解并能熟练应用。中学阶段涉及到的气体制备主要包括h2、 o2、co2、cl2、nh3、ch4、c2h4等的制备。①气体收集是气体制备中必不可少的一部分装置，上述收集气体的方法都不是教材中讲到的，但从本质上来讲，与书本内容是一致的，而且都是高考中常见到的一些收集气体形式。②洗气包括除杂、干燥等内容，是收集纯净和干燥气体必须设置的装置，其主要原理是：混合气体通过指定液体试剂时，杂质气体被吸收或反应掉，从而获得主要成分。从整体上把握了上述要求，应用中要注意以下问题：
⑴“变与不变”讲原理：①和②从形式上看似乎不同，但从原理上来分析是一致的， 从a管口进气与从d管口进气均是将密度小的气体（空气）赶到集气瓶上方，再从靠近集气瓶上方的导管口排出，故为向上排空气法，适合收集密度比空气密度大的气体，如o2 co2等。相反，从b管口进气与从c管口进气则只能适合收集密度比空气密度小的气体，如h2等，为向下排空气法。与空气密度接近的气体如 co、no、c2h4等不宜用排空气法收集。排水或排液法适合收集难溶于水（或某溶液）的气体，如h2、o2等，但气体只能从f管口进去，从e管口将液体排出。
⑵ “说长道短”话导管：第一点，长导管一定要接近瓶底，短导管刚出瓶塞即可。第二点，用排空气法收集气体时，从长导管进气还是从短导管进气，取决于气体的密度与空气密度的差异大小；用排水或排液法收集气体时，气体应是难溶于水或水溶性较差的，且从短管口进，为“短进长出”。洗气装置中气体只能从 长导管进气，应“长进短出。
⑶“内引外连”谈变化：上述装置还可以作其它用，如将装置③的e管口接一个量筒，则可构成量气装置。其原理是：一定条件下，排出液体的体积等于收集气体的体积，而排出液体的体积可以通过量筒来读数。又如将装置①与装置④连接起来，则可构成集气—洗气（除杂或干燥）装置等。

三、高考试题链接：
例1 （2003年江苏）拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a 、b 、c 、d 表示相应仪器中加入的试剂）。
(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是_________ 。
(2)指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）：
①气体__，理由是__。②气体__，理由是__。③气体__，理由是__。④气体__，理由是__。

气体

a

b

c

d

c2h4

乙醇

浓
h2so4

naoh
溶液

浓
h2so4

cl2

浓盐酸

mno2

naoh
溶液

浓
h2so4

nh3

饱和
nh4cl
溶液

消石灰

h2o

固体
naoh

no

稀
hno3

铜屑

h2o

p2o5

　　分析：本题涉及到气体的收集、洗气等基本实验操作问题，是一道综合测试实验各个环节的应用试题。 对于c2h4，由于所给的制备装置中没有温度计，无法控制反应温度，不能确定是否有c2h4产生，也就不可能得到干燥纯净的c2h4；对于cl2，所给装置加热时虽然可以制得 cl2，但在 c装置中 naoh溶液吸收 hcl的同时， cl2也被吸收，最后不能得到 cl2； 对于nh3，饱和 nh4cl溶液ca(oh)2 作用能产生 nh3，但 nh3在通过 c装置时被装置中的 h2o吸收，最后不能得到 nh3； 对于no，cu屑与稀 hno3作用可以产生no， no有部分会被装置中的氧气氧化生成no2，no2在通过c装置时遇 h2o发生反应：3no2+h2o=2hno3+no，又得到no，经 p2o5干燥可得到纯净的 no。

答案为：(1)no；(2)①c2h4装置中没有温度计，无法控制反应温度；②cl2反应生成的 cl2 被c装置中用的 naoh溶液吸收了；③ nh3 反应生成的 nh3 被 c 装置中用的 h2o 吸收了。
例2（2002 年春季）从固体物质 a开始，可以发生如下框图所示的一系列变化：

回答下面问题：
(1)在实验室中收集气体b的方法是________。
(2)操作①的名称是_____。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是_____。
(3)写出反应②和反应③的化学方程式：
反应②：___________ ；
反应③：___________ 。
(4)a的化学式是__________。
(5)在实验室中，如要获得干燥纯净的气体d，可以将它通过如图所示的装置，其中瓶ⅰ中盛放的试剂是_____。瓶ⅱ中盛放的试剂是______。收集干燥气体d的方法是_______。
分析：本题将无机物、有机物间的转化与实验的基本操作结合起来考查，综合性较强，但难度不大。物质推断的突破口是：c能发生加聚反应，说明c中含有不饱和键，而c又是由b与hcl反应得到的，说明b中含有碳碳叁键，再由b是a与水反应得到的，说明b为乙炔，a为cac2，再进一步推出其它物质。气体的收集与洗气按上述方法处理。

答案为:(1)排水集气法;(2)过滤;漏斗、玻璃棒、烧杯; (3)ca(oh)2+co2=caco3+h2o， ca(oh)2+ca(hco3)2=2caco3↓+2h2o；(4)cac2；(5)饱和碳酸氢钠溶液（或者水），浓硫酸，向上排空气法。