化学实验中尾气的处理

化 学 黧 i - 骥 溪 | 暑 口唐纪轩 气体的制备和性质实验几乎是每年高考化学 试卷中必考的考点。在制备气体时， 对于无毒无害 的气体( 如 O ： 、 C O ： 、 N ： 等) 可以直接排空， 但对于有 毒、 有刺激性气味的气体， 为避免污染空气， 必须采 取尾气处理措施。 纂一 置 根据气体的不同性质， 常见的尾气处理装置有 如下几种 ： 一 一 一 A 燃烧浊 B 吸收法 ( I ) C 吸收法( 1 I ) D 吸收法 ( m) E 吸收法 ( ) F 收集法 现将其原理分述如下 ： 1 燃烧法 对于 C O等气体 ， 由于它不溶于水， 也不溶于酸 或碱溶液， 因此可以将其点燃， 生成无毒气体 C O ， 如 图 A所 示。 2 收集法 对于 N O、 C O等不溶于酸或碱溶液的气体 ， 可 以先收集在气球里， 如图 F所示。必须注意的是， 收集到气球中的这些气体不能排到空气中， 必须做 进一步 的化 学处理 。 3 吸收法 这是使用得最普遍的尾气吸收装置 ， 这类装置 具有吸收效率高、 操作简便等特点。根据气体的性 质不同。 吸收剂可选用固体或液体两种。 E： 可用于 S O 等气体的处理 ， 干燥管内可以盛 装碱石灰等颗粒状固体吸收剂。 如果使用液体吸收剂 ， 往往会 引起液体的倒 吸。因此 ， 根据尾气在吸收液中溶解度的差异， 这 类装置又可分为 B、 C、 D三种。 B ( 直接吸收式 ) ： 可用 于吸收在吸收剂中溶解 度不大的气体 ， 如 C l 。 等。 C ( 隔离式) ： 用于吸收易溶于水的少量气体， 如 H C 1 、 N H 等， 可有效防止倒吸。但如果气体的量较 大， 则会有气体逸出而污染环境。 D( 倒立漏斗式) ： 该装置可以增大气体与吸收 液的接触面积， 有利于吸收液对气体的吸收。当易 溶性气体( 如 H C I 、 HB r 、 N H 等) 被吸收液吸收时， 导管内压强减少 ， 吸收液上升到漏斗中， 由于漏斗 容积较大 ， 导致烧杯 中液面下降， 使漏斗 口脱离液 面， 漏斗中的液体受 自身重力 的作用又流回烧瓶 内， 从而防止液体的倒吸。 二、改进的尾气处理装置 在实验室里， 对于溶解度较大的气体 ， 还可以 采用以下装置吸收： 一 G H J G( 肚容式) ： 原理同D。 H： 当易溶性气体( 如 H C 1 、 H B r 、 N H 等) 被吸收 液吸收时 ， U型管左端压强减少， 大气压将吸收液 压入 U型管左端。在重力的作用下， 液体可重新落 入 u型管的下部， 因而不会引起倒吸。需要注意的 是， U型管内液体不能太多， 否则起不到防倒吸的 作用。所以该装置吸收气体的量很有限。 3 1 煮 3 2 I ( 蓄液式、 容器接收式) ： 当液体发生倒吸时， 倒吸进来的液体被预先设置的蓄液装置贮存起来， 以防止液体进人受热仪器或反应容器。这种装置 又称安全瓶 。 J ( 平衡压强式) ： 为防止反应体系中压强减少 引起液体的倒吸， 可以在密闭装置系统中连接一个 能与外界相通的装置， 起着 自动调节系统内外压强 差的作用 ， 防止液体的倒吸。 在习题中我们还可见到其它的尾气处理装置， 但 其原理都不外以上几种。下面通过例题进行分析。 零 f j 、 侧 1 以下各种尾气吸收装置中， 适合于吸收 易溶性 气体 ， 而且 能防止倒吸 的是 ( ) 一 一 一 A B D 翻A 装 置 密 闭 ， 气 体 无 法 进 入 ， 不 适 合 于 气体的吸收。C装置虽然使用了倒扣的漏斗， 但漏 斗 口深入液体内太深， 起不到防倒吸的作用。而 B、 D中膨大的球形部分可以容纳液体， 防止倒吸进 入受热仪器或反应容器中。 B、 D 例 某课外活动小组在 学习 C O的化学性 质时， 准备做 c 0还原 C u O的实验。下面是 同学们 设计的四套 实验装 置 图。从 安全 和能 源的 充分利 用角度来看， 你认为最理想的实验装置是 ( ) 格 A B 船 C D 装置 A： 实验装置最简单 ， 但没有尾气 处理装置， C O有毒 ， 实验安全得不到保障。装置 B： 设计比较合理， 注意到 了要将尾气中的 C O回 收， 但回收气球充气后会有一定的气压 ， 尾气通过 不顺畅。装置 C： 设计合理， 尾气 中的 C O可 以燃 烧， 实验安全 ， 但需要多用一盏酒精灯， 消耗能源较 多。装置 D ： 设计最合理 ， 尾气中的 C O可燃烧， 产 生的热能还可用于加热反应装置， 节约能源。 D 巩 固练 习 1 关于下列各装置图的叙述中， 错误的是 ( ) 面 b 一 A 装置可用于制取 H ： 、 C O ： ( 小试管底部有 微孔 ) B 装置可用于收集 H 2 、 N H 3 、 C 1 2 、 HC 1 、 N O 2 C 装置 中 x为苯， 可用 于吸收氨气或氯 化氢 D 装置可用于干燥 、 收集氨气， 并吸收多余 的氨气 2 下图是课外兴趣小组的同学设计的各种尾 气吸收装置。从实验安全和保护环境的角度考虑， 若用于吸收 H C l 气体( 装置中的液体为水， 固体为 碱石灰) ， 应当选用的装置是 玲 3 双耳洗气管 ( 如右 图) 是一种多用途仪器， 常气体 用于去除杂质、 气体吸收 ( 能防倒吸) 、 气体 干燥等 实验。 ( 1 )用水吸收下列某 气体时， 从左方进入的被吸收气体是 。 A C l 2 BHC1 CCH4 Dc o2 ( 2 )若管中盛放的是饱和亚硫酸钠溶液， 则可 用来吸收的上述气体是 。 ( 3 )简述该仪器可防倒吸的原因 。 ( 答案见 第2 2页) 乏 囊 1 敛 眉 2 2 豳( 1 ) 见 图 6 中一 。 。 段 ( 2 )测时 间的秒表 ， 测 长度 的米 尺 、 卷 尺 用 秒 表测从平面镜中能看到轿车的时间 t ， 用米尺测镜 面 MN的宽度 2 o ， 用卷尺分别测图中 0点到 b和 O 点到 d的长度为 b 、 d ( 3 )如图6所示 ， 位于 点的人通过平面镜所 看到的小车的范围为 2 c ， 由三角形相似可得 二日 一 D = ，根据2 c：价， 所 以小车车速 的表达式为 = ( 二 2 堡 db 靠例 为了 测量列车 运行的 速度和加速度大 小 可采用如 图 7甲装 置 ， 由一 块安装 在列 车车 头 底部 的强磁体 和埋设在 轨道 地 面的 一组线 圈及 电 流测量记 录仪组成 ( 记 录仪 未画出) 当列车 经过 线 圈上方时， 线圈中产生的电流被记录下来就能求 出 列车在各个位置的速度和加速度 如 图7乙所示， 假设磁 体端部磁 感 应强度 为 0 0 0 4 T 且 全部 集 中 在端面范 围内， 并与 端 面相垂 直 磁 体 的宽度 与 线 圈宽度 相 同 ， 且 都 很 小， 线 圈 匝数 n=5 ， 长 L： 0 2 m， 电 阻 R= 0 4 Q( 包括 引 线的 电阻 ) ， 测试 记 录下来的电流 一 位移图线如 图7丙所示 试计算在 距 离O ( 原点) 3 0 m和 1 3 0 m处列车的速度 l 和 ： 的 大 小 雨 图 7 x 从 图 7丙 上读 得 ， ， ：0 1 2 A， ， 2： 5 A, 由， ： 有 f J I = = 1 5 mS 点评本题是火车的测速问题 ， 考察 了物 理学 中的有关电磁感应的计算、 匀变速直线运动公式的 应用， 同时还考察了运用 ， 一s 图像提取有关信息的 能力( 看出不同位置的感应电流的大小及方向) 如何对游标卡尺和螺旋测微器准确读数 参考答案 1 2 0 6 8 5 ( 2 0 6 8 3 2 0 6 8 7 ) 2 游标卡尺的读数 ： f ： 2 2 IT l m+ 5 0 1 m m= 2 2 5 t ll m 2 2 5 c m； 螺旋测微 器的读数 ： d= 6 5 m m+ 3 6 0 0 0 1 m m= 6 8 6 0 m m， 注意 ： 3 6 0中 0为估读位 化学实验中尾气的处理 参考答案 1 c 提示： 装置可在导气管上设置一个止水夹， 打开止水夹， 液体与固体接触， 有气体产生； 关闭止 水夹， 反应容器内气体的压强增大， 把液体压入长颈漏斗内， 反应停止。该装置可随开随停 ， 非常方便。装 置从 a 端进气， 可收集比空气轻的气体， 从 b端进气， 可收集比空气重的气体。装置 中苯在上层， 不能 防止倒吸， 可将 x换为四氯化碳( 但必须将导管下端插入四氯化碳 中) 。装置正确。 2 a - d 、 g 、 h 提示： b可防倒吸， 但 HC 1 气体并未做彻底的吸收； c不能防倒吸； e装置中的导管插入液 体 内太深， 不能防止倒吸； f 装置中伸入烧瓶内的导管太长， 不能防止倒吸。其它几个装置不但能够吸收尾 气 而且能够防止倒吸。 3 ( 1 )B( 2 )A、 B( 3 )-3发 生倒吸 时， 左边气压 减小 ， 吸收 剂将 进入 左边 容积较 大的球 形容 器 中， 右管中液面下降使液体进入左管， 在重力作用下， 液面将发生回落， 因而能防止倒吸。 提示： ( 1 )由于管的左边液面高于右边液面，