极易溶于水的气体在实验室中制取氧气时,通常需要使用特殊的装置来避免气体溶解在水中。以下是一些常用的装置和方法:
1. 排水法(排水集气法):
- 装置:使用一个充满水的集气瓶,将导管插入瓶底。气体通过导管进入集气瓶时,会将水排出,从而收集气体。
- 原理:由于气体不易溶于水,它可以将水从集气瓶中排出,从而被收集起来。
2. 排空气法(向上排空气法):
- 装置:使用一个开口向上的集气瓶,通过导管将气体导入瓶中,由于氧气的密度比空气大,它会留在瓶中,将空气排出。
- 原理:利用气体与空气的密度差异来收集气体。
3. 干燥剂法:
- 装置:在导管出口处放置一个装有干燥剂的瓶子,如浓硫酸、无水氯化钙等,以吸收气体中的水分,防止气体溶解。
- 原理:干燥剂可以吸收气体中的水分,从而减少气体溶解于水中的可能性。
4. 喷泉实验装置:
- 装置:这是一个特殊的实验装置,通常用于演示气体溶解性的实验。在这个实验中,气体通过一个喷泉装置被快速导入水中,但由于其溶解性极低,大部分气体仍会以气泡形式逸出水面,并被收集。
- 原理:气体快速进入水中,但由于溶解度低,大部分气体不会溶解,而是以气泡形式被收集。
在实验室制取氧气时,通常使用的是排水法或排空气法。例如,通过加热高锰酸钾或分解过氧化氢溶液来制取氧气时,就可以使用排水集气法来收集氧气。如果使用的是极易溶于水的气体,如氨气(NH3),则需要特别注意使用能够防止气体溶解的装置和方法。在制取氧气的情况下,由于氧气不易溶于水,排水法是一个合适的选择。
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