专题一 常见气体的制取与净化

常见气体的制取、净化和干燥一、常见气体的制备1。

常见气体的实验室制法的反应原理（1）制取氧气（2)制取二氧化碳(3)制取氢气2.气体的发生装置反应物状态固体与固体固体与液化反应条件加热常温装置举例①加热高锰酸钾制取氧气②氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气①过氧化氢制取氧气②石灰石（或大理石）与稀盐酸制取二氧化碳③锌与稀硫酸制取氢气3。

装置评价(常见固体与液体常温发生装置比较)：装置图装置特点装置简单，制取较少量气体可随时添加液体，制取较多量气体可连续制取并能控制液体滴加速度可连续制取并能控制液体滴加速度和量可控制反应的发生和停止，得到平稳的气流4.气体的收集装置:收集方法向上排空气法向下排空气法排水法其他方法装置图气体性质收集密度比空气大且不与空气成分反应的气体收集密度比空气小且不与空气成分反应的气体收集难溶于水且不水反应的气体收集密度比空气大的气体a进收集密度比空气小的气体b进仅适用于收集难溶于水且不与水反应的气体,无论气体密度大小如何，均由长管进二、气体的净化和干燥1.气体净化的含义：将不纯的气体中含有的杂质气体除去从而得到较纯净气体的过程.2。

气体净化的原则:选择的气体吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯物质不反应,且不引入新的气体杂质.3。

常见气体杂质的吸收剂：吸收剂吸收的气体杂质水可溶性气体，如HCl、NH3等易溶于水的气体强碱溶液（ NaOH ）CO2、SO2、HCl、H2S等酸性气体碱石灰（ NaOH+CaO ) CO2、H2O（气态）、H2S等灼热的CuO H2、CO灼热的铜网O24.气体的干燥（1）常见装置U形干燥管（2）常见的气体干燥剂：选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应.干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体酸性浓硫酸H2 O2 CO2 CO CH4 N2 SO2HClNH3等碱性气体碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠H2 O2 CO CH4 N2 NH3 CO2、SO2、HCl 等碱性气体中性无水氯化钙除NH3以外的所有气体NH3（与其能反应）5。

千里之行，始于足下。

常见的气体制取与净化
常见的气体制取与净化方法有：
1. 空气分离法：通过空气分离装置将空气中的氮气、氧气等组分分离出来，得到高纯度的氮气、氧气等气体。

2. 化学合成法：根据不同气体的物理性质和化学性质，通过化学反应生成目标气体。

例如，氢气可以通过水电解反应或碳一烯饱和蒸馏法制取。

3. 燃烧法：某些气体可以通过燃烧反应制取，如氢气可以通过金属与酸的反应或铝水与水的反应制取。

4. 吸附法：利用吸附剂（如活性炭）将气体分子吸附在表面上，从而实现气体的净化。

例如，对空气中的有害气体进行净化。

5. 洗涤法：将气体与液体接触，通过溶解、循环冲洗等方法，去除气体中的杂质。

例如，对氯气进行液体洗涤以去除其中的杂质。

6. 膜分离法：利用特殊材料的膜进行分离，根据气体分子的大小、形状和亲疏水性等特性来实现气体的分离和纯化。

例如，利用膜分离技术可以将二氧
化碳从天然气中分离出来。

7. 冷凝法：通过降低气体温度使其冷凝，从而分离出目标气体。

例如，液化空气工艺中通过降低空气温度来分离出液态氧气和液态氮气。

这些方法在工业生产和实验室研究中被广泛应用，以满足不同领域的气体
制取和净化需求。

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一、常见气体的制取
1.实验室制取常见气体的药品和反应原理
2.气体发生装置的选择
(1)选择依据:反应物的状态和反应条件。

(2)常见发生装置
二、气体的收集、检验和验满
1.气体收集装置的选择
(1)选择依据:气体的密度和溶解性。

(2)气体的收集装置
方法总结比较气体密度的方法:空气的平均相对分子质量为29。

如果某气体的相对分子质量大于29,则这种气体的密度比空气的大;如果小于29,则密度比空气的小。

2.气体的检验和验满
三、气体的净化
1.实验装置
洗气瓶、球形干燥管和U形干燥管(如图所示)。

(1)洗气瓶的应用(如图1)
①干燥:洗气瓶中装入干燥剂,如浓硫酸。

需要干燥的气体从长导管进入,从短导管排出的即为干燥后的气体。

②除杂:瓶中装入相应的吸收剂,混合气体从长导管进入,使吸收剂与混合气体中的杂质反应,纯净的气体从短导管排出。

例如:洗气瓶中装入NaOH溶液,可以除去CO气体中混有的CO2。

(2)球形干燥管的应用(如图2)
干燥:粗端为进口,细端为出口。

例如:实验室制取干燥的氢气时可将锌粒和稀硫酸反应生成的
气体通过装有碱石灰的球形干燥管,碱石灰可以吸收氢气中的水蒸气。

(3)U形干燥管(如图3):气体从左右两端都可通入。

2.气体的净化
方法总结(1)除去二氧化碳、一氧化碳、氧气和氢气中的水蒸气一般用浓硫酸作干燥剂,在进行气体净化时,所选试剂只能吸收要除去的物质而不能与被净化的物质发生反应,如干燥二氧化碳气体不能用氢氧化钠固体;(2)净化气体时要先除杂后干燥。

四、多功能瓶的使用。

常见气体的制取、净化和验证A组一、选择题1、实验室常用加热高锰酸钾固体制取氧气，化学方程式为：2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑（加热）。

现对一定量的高锰酸钾固体进行加热，加热过程中涉及的相关量随时间变化的图象正确的是（）。

2、如图所示，实验室里有一套用来制取气体的装置。

下列有关叙述正确的是（）。

A、锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气B、锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀硫酸，可以制取二氧化碳C、当发生装置中液体与固体混合产生了气泡，立即开始收集气体D、集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在实验台上3、在医院给病人输氧时，用到类似如图所示的装置。

下列有关说法中不正确的是（）。

A、使用该装置可用来观测氧气输出的速率B、b导管连接病人吸入氧气的塑料管C、使用该装置可用来观测是否有氧气输出D、b导管应连接供给氧气的钢瓶4、实验室制取氧气，下列说法错误的是（）。

A、装置①可用于高锰酸钾制取氧气B、装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气C、装置③可用于收集氧气D、装置④可用于收集氧气二、非选择题5、小金为了探究温度对H 2O 2溶液分解反应速率的影响，借助如图所示实 验装置（夹持仪器略去）进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示：（1）实验2中应加入5%H 2O 2溶液 毫升。

（2）在两次实验中，可通过来比较H 2O 2溶液分解反应速率的大小。

（3）实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥 形瓶内气体受热膨胀外，还有。

（4）实验结束后若要将MnO 2从混合物中分离出来，可采取的方法是 。

6、小晨同学在研究二氧化碳气体的性质时,进行了如图所示的实验.(1)二氧化碳通常用大理石与稀盐酸反应制取,一般用 法收集.(2)向漏斗中倾倒二氧化碳,燃着的蜡烛自下而上熄灭,由此说明二氧化碳具有的物理性质是 ．7、正确进行实验操作,合理改进实验装置,是科学素养的重要方面.请回答下列问题: (1)如图甲是实验室制取CO 2的装置,实验中收集集满一瓶CO 2后,应将盖有玻璃片的集气 瓶 (选填“正放”或“倒放”)在桌面上.(2)有两位同学对图甲中的气体发生装置进行了简化,简化后的装置如图乙和图丙所示, 其中可行的是 ．8、如图所示是铁丝在氧气中燃烧的改进实验,用适量双氧水和二氧化锰实验1 实验2 MnO 2的质量/克 0.5 0.55%的H 2O 2溶液的体积/毫升 40 待填 水浴温度/℃ 20 80 ……代替原实验中集气瓶里的水.(1)用双氧水和二氧化锰代替原集气瓶里的水,其优点除了使实验更简便外,还有．(2)实验中可观察到到铁丝燃烧的现象是 ,并放出大量热,生成一种黑色固体,请写出该反应的化学方程式．9、实验室常用下列装置来制取、收集气体，仪器b是分液漏斗，可通过旋转活塞分次滴加液体，请回答以下问题：（1）仪器a、c的名称是：a ,c .（2）实验室用KMnO4制取O2，应选用的发生装置和收集装置的组合是_____（填字母序号），该发生装置的不足之处是_____，该反应的化学方程式是_____，收集装置的选择是由气体的性质决定的，既能用排水法收集也能用排空气法收集的气体一定具有的性质有 _____（填数字序号）；①易溶于水②难溶于水③不与水反应④密度与空气接近⑤可与空气中某成分反应⑥有毒，是一种大气污染物（3）实验室要制取少量CO2应选择的较简单的发生装置是_____（填字母序号）；某同学取一定浓度盐酸与石灰石反应，将生成的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊，请将可能的原因填入下表（答出两条即可），并就其中一条原因用简单的实验进行验证：（4）化学反应可控制才能更好地为人类造福，我们可以通过改变反应的条件、药品的用量、改进装置等途径来达到控制反应的目的。

第21讲 常见气体的制备、净化和收集[复习目标] 1.掌握常见气体的制备、净化、收集及尾气处理的方法。

2.能对整套气体制备及性质实验装置进行分析，并能处理相关问题。

考点一 常见气体的制备、净化、收集及尾气处理必备知识夯实1．常见气体的发生装置 (1)固体＋固体――→△气体发生装置如图：制备气体：□1O 2、□2NH 3等 (2)固体(液体)＋液体――→△气体发生装置如图：制备气体：□3Cl 2、CH 2===CH 2(需加温度计)等 (3)固体＋液体(不加热)→气体发生装置如图：制备气体：选择合适的试剂和装置能制取中学化学中常见的气体，如NH 3(□4生石灰、□5浓氨水)、O 2(MnO 2、□6H 2O 2溶液)、Cl 2(KMnO 4、□7浓盐酸)、SO 2(□8Na 2SO 3、较浓硫酸)等2．常见气体的除杂装置4.(1)实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用□1b装置。

(2)制取CO时，尾气的处理可采用□2a、c装置。

(3)实验室制取NH3时，尾气的处理可采用□3d装置。

名师课堂点拨实验室中制取气体时实验装置的设计关键能力提升一、常见气体的制备和收集1．(2023·北京石景山区模拟)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是()【解析】制取NO2可选用Cu和浓硝酸反应，不能选用稀硝酸，A错误；NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，遇冷时NH3和HCl重新化合生成NH4Cl，不能用于制取NH3，B错误；H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2，可用排水法收集O2，C正确；KMnO4和浓盐酸在常温下反应生成Cl2，Cl2的密度大于空气的密度，采用向上排空气法收集，选择装置c，D错误。

【答案】C2．实验室制取下列气体，所选反应试剂、制备装置与收集方法均合理的是()【解析】铜与稀硝酸生成NO且反应不需加热，NO与空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，A错误；乙醇在浓硫酸作用下迅速升高温度到170 ℃，乙醇生成乙烯气体，乙烯难溶于水，可以用排水法收集，B正确；氨的密度小于空气，应该使用向下排空气法收集，C错误；Na2SO3和硫酸反应不需要加热，且SO2能与水反应，不能用排水法收集，D错误。

初中化学气体制备净化教案主题：化学气体制备净化目标：1. 了解化学气体的制备方法2. 了解化学气体的净化方法3. 掌握化学实验中气体的正确处理方法教学步骤：一、介绍化学气体的制备方法1.1 通过电解水制氢气：将一定量的水倒入电解槽中，通电进行电解，通过观察产生氢气气泡的现象，让学生理解氢气的制备方法。

1.2 通过加热硫酸铜(II)晶体制氧气：将一定量的硫酸铜(II)晶体加热，产生气体使学生观察到氧气的制备方法。

二、介绍化学气体的净化方法2.1 使用分液漏斗：将产生的气体通过分液漏斗，去除其中悬浮的液体杂质。

2.2 使用干燥管：将产生的气体通过干燥管，去除其中的水蒸气杂质。

三、实验演示3.1 实验一：制备氢气并净化实验步骤：1. 将水倒入电解槽中，通电进行电解。

2. 收集氢气气泡。

3. 将氢气通过分液漏斗和干燥管净化。

4. 观察净化前后氢气的清洁程度。

3.2 实验二：制备氧气并净化实验步骤：1. 加热硫酸铜(II)晶体，观察产生氧气气体。

2. 收集氧气气体。

3. 将氧气通过分液漏斗和干燥管净化。

4. 观察净化前后氧气的清洁程度。

四、讨论与总结4.1 学生根据实验结果，讨论气体制备和净化的重要性。

4.2 引导学生总结化学气体的制备和净化方法，强化学生对实验的理解。

五、作业5.1 提出一个问题，让学生探讨化学气体的其他净化方法。

5.2 让学生撰写一份实验报告，总结本次实验的过程和结果。

通过这堂课的学习，学生将对化学气体的制备和净化有着更深入的理解，同时也培养了他们的实验操作能力和观察能力。

常见气体的实验室制备、净化和收集1．气体制备实验的基本思路2．重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体――→△气体 发生装置：制备气体：O 2、NH 3、CH 4等。

(2)固体＋液体或液体＋液体――→△气体 发生装置：制备气体：Cl 2、C 2H 4等。

(3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置：制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。

(1)改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取CO 2气体。

(2)“固体＋液体―→气体”装置的创新(3)“固(液)＋液――→△气体”装置的创新图A 的改进优点是能控制反应液的温度。

图B 的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。

4．气体的除杂方法(1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。

除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。

类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置ⅠⅡⅢⅣ常见干燥剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。

5．气体的收集方法收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体O2、H2、NO、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH36.集气装置的创新——排液集气装置装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。

若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。

①饱和食盐水——收集Cl2。

中学化学专题讲座气体的试验室制备、净化和收集1．气体制备试验的基本过程(1)气体制备试验装置一般包含以下几部分发生装置―→净扮装置―→干燥装置―→尾气处理装置 (2)气体制备的一般试验操作步骤①组装(从下到上，从左到右)；②检验装置的气密性；③加入药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反应；⑦拆除装置。

2．气体发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体――→△气体 发生装置：制备气体：O 2、NH 3、CH 4等留意事项：①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流，而使试管炸裂。

②铁夹应夹在距试管口1/3处。

③固体药品应平铺在试管底部。

④胶塞上的导管伸入试管内不能过长，否则会影响气体导出。

⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸。

(2)固体＋液体或液体＋液体――→△气体 发生装置：(a) (b) (c) 制备气体：Cl 2、C 2H 4等留意事项：①烧瓶应固定在铁架台上。

②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。

③分液漏斗应盖上盖，留意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。

④对烧瓶加热时要垫上石棉网。

⑤液体＋液体――→△气体时要加沸石，防止暴沸，如用(b)装置制取乙烯时需加碎瓷片。

⑥(c)装置中导管的作用是平衡气压，便于分液漏斗中的液体顺当滴下。

(3)固体＋液体(不加热)―→气体发生装置：制备气体：H2、CO2、NO2、SO2、NO等留意事项：①块状固体及液体的混合物在常温下反应制备气体，可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采纳简易装置。

②简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封作用而无法运用。

③加入块状固体药品的大小要相宜。

④加入液体的量要适当。

⑤最初运用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。

⑥在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时，必需先检验纯度。

常见气体的制取与净化1.常温下，氨气为无色有刺激性恶臭气味的气体，密度比空气小，易溶于水。

氨气溶于 水显弱碱性，实验室可用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热制取。

则下列说法正确的是A.可用向下排空气法收集到氨气B.氨水能使紫色石蕊试液变红色2.( 2013山东青岛滨州)下列有关制取干燥的氧气或二氧化碳的实验设计中错误的是3•下图为初中化学常见气体的发生与收集装置。

有关这些装置的说法不正确的是()装置川、W 可用于收集密度与空气密度差距较大，且不与空气中各成分反应的气体 装置V 可以用于收集 H 2、Q ,也可以用于实验室收集 CQ 4. 根据表中五种气体在标准状况下的密度和溶解性，回答下列问题:空 NHC HCQ气3l2密度 1 0. 0 1.1/g?L - 1.293771 .717629.43 溶解性— 极难 极 难—易溶溶易溶溶(1) 既能用排水法，又能用向上排空气法收集的气体是. (2) 用如图所示盛满水的集气瓶收集 CH ,气体应从端进入.C.多余的氨气可排放到大气中D. 实验室制氨气的发生装置与双氧水制氧气相同1击A. B. 装置I 可作为固体加热制取气体的发生装置装置n 中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替I VC. D.5. ( 2013福建福州)下列是初中化学部分重要的实验或实验装置。

请按要求填空:(1) 写出装置A 中发生反应的化学方程式。

(2) 装置B 中浓硫酸的作用是。

(3) 装置D 中玻璃管内的实验现象为。

(4)该套装置中有一个明显的不足之处，应在装置E 后放置燃着的酒精灯处理尾气。

这样做，的原因是。

7.请结合下列常用实验装置，回答下列有关问题.(1 )实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气可选用的发生装置是 _____________(填序号)•该反应的化学方程式为 ________________ .A.水的电解实验B.测定空气里氧气含量C.探究二氧化碳性质D.气体制备装置实验玻璃管②(2) B 实验如果实验数据小于21%可能原因是(写出一点)；(3) C 实验说明二氧化碳具有的性质是； (4) 写出用D 装置制取一种气体的化学方程式。

《常见气体的制取与净化》作业设计方案一、作业设计目标1、知识与技能目标通过本次作业，学生能够熟练掌握常见气体（氧气、二氧化碳、氢气）的制取原理、实验装置、收集方法以及净化方法。

2、过程与方法目标培养学生的实验设计能力、动手操作能力、观察分析能力以及解决问题的能力。

3、情感态度与价值观目标激发学生对化学实验的兴趣，培养学生严谨的科学态度和创新精神。

二、作业内容（一）基础知识巩固1、氧气的制取（1）写出用过氧化氢制取氧气的化学方程式：＿____。

（2）用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选择_____（填字母），收集氧气可以选择_____法或_____法。

2、二氧化碳的制取（1）实验室制取二氧化碳的化学方程式为：＿____。

（2）制取二氧化碳时，发生装置应选择_____（填字母），收集二氧化碳通常用_____法。

3、氢气的制取（1）实验室制取氢气的化学方程式为：＿____。

（2）制取氢气时，发生装置应选择_____（填字母），收集氢气可以用_____法或_____法。

（二）实验设计与探究1、请你设计一个实验，制取并收集一瓶纯净的氧气，并写出实验步骤和注意事项。

2、某同学在制取二氧化碳时，发现收集到的二氧化碳气体中混有少量氯化氢气体，请你设计一个实验方案，除去二氧化碳中的氯化氢气体。

3、为了探究影响过氧化氢分解速率的因素，某同学设计了以下实验：实验一：取两支试管，分别加入 5 mL 5%的过氧化氢溶液，一支试管在常温下进行，另一支试管在加热条件下进行，观察并比较两支试管中产生气泡的速率。

实验二：取两支试管，分别加入 5 mL 5%的过氧化氢溶液和 5 mL 10%的过氧化氢溶液，在常温下进行，观察并比较两支试管中产生气泡的速率。

（1）实验一的目的是探究_____对过氧化氢分解速率的影响。

（2）实验二的目的是探究_____对过氧化氢分解速率的影响。

（三）实际应用与拓展1、工业上制取氧气的方法是_____，该方法属于_____变化（填“物理”或“化学”）。