应用化学考研，应用化学考研考哪些科目
中学化学中常见的干燥剂分散在教材的各部分，历年高考试卷中也常出现考查干燥剂的选择及实验装置等内容的试题，且一般出现在选择题和无机化工流程题中，这就要求学生掌握干燥剂的分类、干燥原理及其应用等，并牢记一些特殊例子，才能做出正确的选择。
一、干燥剂的概念
干燥剂是指能除去潮湿物质中水分的物质，也称吸附剂。
干燥剂常分为两类：
化学干燥剂，如硫酸钙和氯化钙等，通过与水结合生成水合物进行干燥；
物理干燥剂，如硅胶与活性氧化铝等，通过物理吸附水进行干燥。
化学吸附是其中一种常见的吸附方式，化学吸附干燥剂是通过化学方式吸收水分子并改变其化学结构，使其变成另一种物质的试剂。
二、干燥剂的分类
⒈ 若按其酸碱性可分为：
⑴ 酸性干燥剂：浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。
⑵ 中性干燥剂：无水氯化钙、无水硫酸铜、无水硫酸镁、硫酸钙、硫酸钠、氧化铝等。
⑶ 碱性干燥剂：碱石灰(主要成分CaO和NaOH)、生石灰、固体氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、氧化钡。
⒉ 若按其氧化还原性又可分为：
⑴ 氧化性干燥剂：浓硫酸等。
⑵ 还原性干燥剂：铁粉等。
三、常见气体的分类
⒈ 根据酸碱性
⑴ 酸性气体：CO2、SO2、NO2、HCl、Cl2、H2S、HBr、HI等。
⑵ 碱性气体：只有NH3。
⑶ 中性气体：H2、O2、CH4、CO、CH2=CH2、CH≡CH、N2等。
⒉ 根据常温氧化还原性强弱
⑴ 强还原性气体：H2S、HBr、HI、SO2等。
⑵ 一般性气体：H2、O2、CH4等。
四、干燥剂的选择原则及运用
⒈ 干燥剂的选择原则
不同干燥剂的干燥对象不同，需根据被干燥物质的性质选择合适的干燥剂。因此，根据干燥剂和气体的性质，选择干燥剂的基本原则为：
⑴ 所选干燥剂不能与被干燥物质发生反应；
⑵ 干燥剂只吸收气体中的水分，不吸收被干燥的气体；
⑶ 干燥过程中不能引入新物质。
⒉ 常见干燥剂适合干燥的物质
根据干燥剂和气体的性质选择，当我们从物质酸碱性的角度分析时，要考虑到酸性物质与碱性物质相遇会发生中和反应。具体表现在：
⑴ 酸性干燥剂可干燥酸性和中性气体，如C02、S02、HCl、NO2、H2、C12、02、CH4、H2等；但不能干燥碱性气体。
⑵ 碱性干燥剂可干燥碱性和中性气体，如NH3、H2、02、CH4、N2等，但不能干燥酸性气体。
⑶ 中性干燥剂一般可干燥各种气体。如O2、H2、CH4等。
五、选择干燥剂的一般要求
⒈ 干燥过程不能引入其他杂质
例：用Na2O2干燥N2时发生反应2Na202+2H20=4NaOH+02，该过程虽除去了水蒸气，却也引入了杂质O2，故不能用Na2O2干燥N2。
⒉ 干燥过程不发生酸碱中和反应
⑴ 显碱性的气体不能选用酸性干燥剂：如不能用碱石灰、CaO和NaOH干燥CO2、SO2、HCl、H2S、Cl2、NO2等。
⑵ 显酸性的气体不能选用碱性干燥剂如不能用P2O5、浓H2SO4干燥NH3。
例：不能用浓硫酸干燥氨水，因两者发生反应：
2NH3+H2S04=(NH4)2S04
不能用五氧化二磷干燥氨气，因：
P205+H20=2HP03
2HP03+2H20=2H3P04
3NH3+H3P04=(NH4)3P04
不能用碱石灰干燥硫化氢气体，因两者发生中和反应：
H2S+2NaOH=Na2S+2H20
⒊ 干燥过程不发生氧化还原反应
还原性的气体不能选用有强氧化性的干燥剂。如不能用浓H2SO4干燥H2S、HBr、HI等
即不选用可与被干燥物质发生氧化还原反应的干燥剂。
例：不能用浓硫酸干燥H2S、HBr、HI等强还原性的酸性气体，因为两者会发生氧化还原反应，如：
H2S+H2SO4=2H20+S02+S↓
浓硫酸能够和烯、炔、NO2发生反应，浓硫酸不能干燥烯烃、炔烃和NO2。
⒋ 干燥过程不发生络合或加合反应
不选用可与被干燥物质发生络合或加合反应的干燥剂。
例：不能用无水硫酸铜干燥NH3，两者会反应生成络合物：CuSO4+NH3=[Cu(NH3)4]S04
也不能用无水CaCl2干燥NH3，两者会反应生成加合物：CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3
⒌ 干燥过程不发生沉淀反应
不选用可与被干燥物质发生沉淀反应的干燥剂。
例：不能用无水硫酸铜干燥H2S气体，因两者反应生成沉淀：CuS04+H2S=H2S04+CuS↓
⒍ 特殊情况
⑴ 浓硫酸可以干燥还原性气体S02
SO2不能被浓硫酸氧化，SO2中S显+4价，浓硫酸中S显+6价，同种元素的不同价态之间若发生氧化还原反应，遵循归中而不交叉，而S02与浓硫酸之间没有中间价态，故不发生归中反应。
⑵ 浓硫酸可以干燥还原性气体CO和H2
虽然 H2、CO、CH4也有还原性，但是浓硫酸在常温下不能氧化它们，可以用浓硫酸干燥。H2只有在高温时才能体现出还原性，常温下很稳定，可用浓硫酸干燥。
⑶ 氨气只能用碱性干燥剂干燥。
六、常见的干燥剂及其应用
⒈ 酸性干燥剂
⑴ 浓H2SO4
浓H2SO4为酸性干燥剂，具有强烈的吸水性，可干燥中性和酸性气体，如：H2、N2、O2、C0、CH4等中性气体和C02、S02、N02、C12、HCl等非还原性的酸性气体，因其酸性故不能干燥NH3等碱性气体，又因其强氧化性故不能干燥H2S、HBr、HI、C2H4(烯烃)等还原性气体。
⑵ 五氧化二磷
五氧化二磷为白色粉末，有“实验室最强的脱水剂”之说，能与水发生反应从而将空气中的水分吸收掉，可用来干燥02、H2、N2、C0、CH4等中性气体和C02、S02、N02、C12、HCl等酸性气体。
⒉ 中性干燥剂
⑴ 无水氯化钙
氯化钙为白色多孔固体，干燥能力强，是一种高效吸附材料，主要成分是氯化钙、胶淀粉。通过化学方式将水分子与氯化钙发生化学反应，从周围环境中吸收湿气并转变成凝胶体，达到吸附效果，吸湿率是普通干燥剂的8-15倍。因氯化钙干燥剂其活性成分稳定性好，能把水汽与氯化钙融合成胶状，不容易蒸发，能在-5℃-90℃的环境温度下使用。可干燥酸性气体、中性气体，一般用以填充干燥器，可干燥N2、02、H2、CH4、C2H4、C2H2、CO、CO2、SO2、NO2、Cl2、HCl等大多数气体，不能用来干燥氨、因为NH3可与CaCl2反应。也不能用来干燥酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。
⑵ 硅胶
硅胶是一种高活性吸附材料，主要成分是二氧化硅，是一种高活性吸附材料。硅胶属非晶态物质，形状透明不规则球体，化学分子式为mSiO2.nH2O，其内部为极细的毛孔网状结构，这些毛细孔能够吸收水分，并通过其物理吸引力将水分保留住，对水有强烈的吸附作用。硅胶的化学组份和物理结构决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度，不溶于水和任何溶剂等。即使将硅胶干燥剂全部浸入水中，它也不会软化或液化。它具有无毒、无味、无腐蚀、无污染的特性，故可以与任何物品直接接触。可作袋装食品的干燥剂，也常用来保持仪器的干燥，可干燥02、N2、NH3等。
⑶ 硫酸钙
可干燥H2、02、C02、CO、N2、C1、HCl、H2S、NH3、CH4等。
⒊ 碱性干燥剂
常见的有CaO和碱石灰，可用于干燥NH3。
⑴ 碱石灰
白色或米黄色粉末，疏松多孔，主要成分为氧化钙、氢氧化钠和少量的水。吸水快、是极佳的干燥剂，常用来干燥N2、02、H2、CH4、C0等中性气体和NH3等碱性气体，不可干燥Cl2、HCl、H2S、S02、CO2、N02等酸性气体。这种干燥剂将不能在较高温度下使用，因为氢氧化钠可以与实验室最常用的玻璃仪器(主要成分为二氧化硅)发生反应腐蚀仪器。
⑵ 生石灰
白色固体，碱性氧化物，可用来干燥中性和碱性气体。
⑶ 固体氢氧化钠
固体NaOH吸水性强，能潮解，而潮解时能吸收大量的水分，同时潮解物吸收的水分不易散失，可用来干燥N2、02、H2、CH4、C0等中性气体和NH3等碱性气体。
⒋ 其它
⑴ 无水硫酸镁
吸水作用迅速，干燥能力强，常用来干燥有机试剂。
⑵ 活性氧化铝
吸水量大，干燥速度快。
⑶ 无水硫酸铜
具有一定的干燥性，吸水程度较小，一般用来检验水的存在，吸水后变蓝，不用来做干燥剂。
七、常见物质适用的干燥剂
H2：CaCl2、H2S04(浓)、CaO、P205、MgS04、CaS04
02：CaCl2、H2S04(浓)、P205、MgS04、CaS04
N2：P205、CaCl2、H2S04(浓)、MgS04、CaS04
03：P205、CaCl2
C12：CaCl2、H2S04(浓)
CO：H2SO4(浓)、CaCl2、P205、MgS04、CaSO4
C02：H2S04(浓)、CaCl2、P205、MgS04、CaS04
S02：H2S04(浓)、P205、CaCl2、MgS04、CaS04
CH4：P205、CaCl2、H2S04(浓)、MgSO4、CaS04、NaOH、Na、CaH2
NH3：碱石灰、CaO、KOH、Mg(ClO4)2、NaOH、MgS04、CaS04
HCl：CaCl2、H2S04(浓)、ZnCl2
HBr：CaBr2、ZnBr2
HI：Cal2
H2S：CaCl2、P205
C2H4：P205
C2H2：P205、NaOH
NO：Ca(N03)2、CaCl2、H2SO4(浓)、碱石灰、P205
八、常用的干燥装置
⒈ 液态干燥剂一般装在带双孔橡皮塞的洗气瓶中，注意气体从长管进，短管出。
⒉ 固态干燥剂一般装在球形干燥管或U形干燥管中，气体应从球形干燥管的大口进，小口出。
注意：
⑴ 固体干燥剂颗粒大小要适当，颗粒太大气体和干燥剂接触面小，不利于干燥，效果不好；颗粒太小，气体不易通过，容易堵塞，一般以黄豆粒大小为宜。
⑵ 液体干燥剂用量要适当，并控制好通入气体的速度，为了防止发生倒吸，在洗气瓶与反应容器之间应连接安全瓶。
九、干燥装置的位置顺序
气体的干燥是气体净化的环节之一，在干燥装置和其它净化或反应装置连接时注意：
一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。为了防止大气中的水气侵入，有特殊干燥要求的开口反应装置可加干燥管，实现对空气的干燥。
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