二氧化碳制取的研究(二)
看清装置每处设计的化学意图与药品选择逻辑
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二氧化碳制取的研究(二)
看清装置每处设计的化学意图与药品选择逻辑
排空气法收集气体
上一页我们制出了二氧化碳,但气体一冒出来就四散跑掉——像松开没扎口的气球。怎么完整收进瓶里?想想往杯子里倒水把空气挤出去——气体也能这样「挤」走空气。核心就一个词:密度差。
水从下方进入杯底把空气从上方挤出去;CO₂从导管进入瓶底把空气从瓶口挤出去——结构完全对应
向上排空气法
上页我们认识了排空气法的总思路。打个比方:往空瓶里倒水,水能灌满,是因为瓶里的空气有地方逃。气体收集也是同理——得给原来住着的空气让出位置。
糖浆密度大、沉在瓶底,把瓶中空气从瓶口挤出,对应'重气体'从瓶底进、把空气往上排
向下排空气法
上页讲到向上排空气法——收集密度比空气大的气体,瓶口朝上让重气体沉底。可如果制得的气体比空气还轻呢?这时瓶口就要反过来朝下了。
氦气轻往上飘、把空气往下挤;倒置瓶子就是让轻气体有顶部可贴
气体密度与收集方法的关系
上页学了向上、向下排空气法,那怎么判断该用哪个?关键看气体密度和空气密度的比较结果。
木头轻浮在水面(密度小的气体上升),石头重沉入水底(密度大的气体下沉)
气体相对分子质量与密度比
上一页我们说,向上还是向下排空气,取决于气体密度与空气的比较。但怎么比大小?答案是先比相对分子质量 Mr——同温同压下,气体密度比约等于 Mr 之比。
体积相同时,「分子」谁更重,整体密度就更大,决定向上飘还是向下沉
二氧化碳的物理性质(密度
上节课我们用相对分子质量判断了气体密度大小,决定了排空气法方向。那二氧化碳具体密度是多少?又有什么特殊性质让它能灭火、能做汽水?
瓶内高压时CO₂安静溶在水中,开盖减压后溶解度下降,气泡跑出来
氧气的实验室制法概念
学完CO2的制取,自然会问:氧气呢?空气里这么多氧气,为什么还要专门在实验室制备?这一页先把『为什么』和『怎么想』说清楚。
原料→做法→锅具→盛盘,对应反应物→条件→装置→收集
二氧化碳的检验方法
前面我们学会了收集二氧化碳——但收集瓶里装的气体到底是不是 CO₂?这就轮到「检验」出场了。
对暗号才能确认身份——其他气体都对不上号
集气瓶中二氧化碳是否集满
前面学过用澄清石灰水检验气体是不是二氧化碳——那是「验身份」。但实际制气时更常问的是另一个问题:瓶子里什么时候装满了?这就是「验满」。
燃着的木条就是「溢水口探测器」——瓶口一有气体溢出就先把它熄灭
实验室制取气体的步骤要素
前几页我们学了怎么收 CO2、怎么验满——但每次制一种新气体,都要重新想一遍吗?其实背后有一套通用的「四步法」,所有气体制取都跑不出这个框架。
选茶叶→反应原理;烧水壶→发生装置;茶杯→收集装置;抿一口→检验验满
本节要点
- ✓密度比空气大的气体,用向上排空气法收集
- ✓比较气体密度只需看相对分子质量与29的大小
- ✓澄清石灰水变浑浊是检验CO₂的特征反应
- ✓验满时燃着的木条放在瓶口,不能伸入瓶内
- ✓制取气体需明确反应原理、装置、操作与检验
课后思考
先独立想,再对照参考答案。三个问题分别测试核心、应用与边界。
参考答案二氧化碳密度大于空气,从瓶底向上堆积。瓶口是气体最后到达的位置,木条熄灭说明瓶口处也已是 CO2,气体已满。若伸入瓶内,集气半满时木条也会熄灭,无法判断是否已满。
参考答案可用排水法收集,因为不溶于水;同时相对分子质量 40 大于空气平均 29,密度比空气大,所以也可用向上排空气法。本题两种方法都可行。
参考答案不适用。排空气法的原理是气体与空气密度存在差异,密度大的下沉、密度小的上浮。若相对分子质量等于 29,气体与空气密度几乎相同,无法形成有效分层和对流。