气体的制备、净化和检验

常见气体的实验室制法一、气体的制备：实验室制取纯净的气体一般有以下环节：（1）气体的发生 （2）气体的净化（3）气体的收集（4）尾气的处理（对于有毒气体） 1、常见气体的制备原理：气体发生装置的三种典型类型：中学化学中要求掌握约13种气体的制备，它们是：三种单质气体(O 2，H 2，Cl 2)、三种氢化物(HCl ，H 2S ，NH 3)、三种有机气体(CH 4，C 2H 4，C 2H 2)、四种氧化物(CO 2，SO 2，NO ，NO 2)。

写出下列制备反应的化学方程式： H 2: NH 3: O 2: NO 2: 或： NO ： Cl 2: CO 2: HCl: CH 4: H 2S: C 2H 4: C 2H 2: SO 2:2、气体发生装置：（1）固、固加热：即： 固+固△气如制取 等。

装置如右图： （2）液固或液、液加热：即：液+固 △气； 液+液 △ 气，如制取 等。

装置如右图：（3）液固不加热： 即：液+固 气如制取 等。

装置如右图：启普发生器，它用于固—液常温下反应制取大量气体。

其优点是可以随时反应，随时停止。

使用时应注意装置是否漏气；液体不能添加太满；固体试剂应是块状。

启普发生器由 、 、 三部分组成。

３．气体的净化：(１) 净化选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。

一般情况下：①易溶于水的气体杂质可用水吸收；②酸性气体杂质可用碱性物质吸收；③碱性气体杂质可用酸性物质吸收；④水蒸气可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可用作吸收剂。

1、含有HCl杂质气体⑴CO2（HCl）––––- 溶液；SO2（HCl）––––溶液H2S（HCl）––––- 溶液；⑵Cl2（HCl）––––––；H2（HCl）––––- ；2、中性气体中含有酸性杂质气体：用溶液吸收①O2（Cl2）②H2（H2S）③O2（CO2）④CO（CO2）⑤C2H2（H2S）⑥NO（NO2）3、酸性气体中含有其它酸性杂质气体①CO2（SO2）––––- 溶液；②CO2（H2S）–––––- 溶液；4、含有O2杂质气体①CO2（O2）–––––；②N2（O2）––––-5、HCl（Cl2）–––––。

常见气体的制取和检验 ⑴氧气1、制取原理：含氧化合物自身分解 制取方程式：MnO 2O 2+2H 2O 22H 2O2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑2KClO 3MnO 22KCl +3O 22KMnO 4MnO 2K 2MnO 4+O 2+装置：略微向下倾斜的大试管,加热干燥：浓硫酸、硅胶、无水氯化钙、P 2O 5、碱石灰 检验：带火星木条,复燃 收集：排水法或向上排气法⑵氢气制取原理：活泼金属与弱氧化性酸的置换 制取方程式：Zn+H ₂SO ₄====ZnSO ₄+H ₂↑ 装置：启普发生器干燥：浓硫酸、硅胶、无水氯化钙、P 2O 5、碱石灰 检验：点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠 收集：排水法或向下排气法⑶氯气制取原理：强氧化剂氧化含氧化合物 制取方程式：MnO ₂+4HCl(浓) ====MnCl ₂+Cl ₂↑+2H ₂O装置：分液漏斗,圆底烧瓶,加热检验：能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝;除杂：先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H ₂SO ₄ (除水蒸气)收集：排饱和食盐水法或向上排气法尾气回收：Cl ₂+2NaOH==== NaCl+NaClO+H ₂O⑷硫化氢制取原理：强酸与强碱的复分解反应制取方程式：FeS+H 2SO 4====FeSO 4+H ₂S ↑ 装置：启普发生器检验：能使湿润的醋酸铅试纸变黑除杂：先通入饱和NaHS 溶液(除HCl),再通入固体CaCl ₂ (或P ₂O 5)(除水蒸气) 收集：向上排气法尾气回收：H ₂S+2NaOH==== Na ₂S+H ₂O⑸二氧化硫制取原理：稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解 制取方程式：Na ₂SO ₃+H ₂SO ₄==== Na ₂SO ₄+SO ₂↑+H ₂O 装置：分液漏斗,圆底烧瓶检验：先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色; 除杂：通入浓H ₂SO ₄ (除水蒸气) 无水氯化钙、P 2O 5收集：向上排气法+16HCl(浓)2KCl +2MnCl 25Cl 28H 2O ++2KMnO 4尾气回收：SO₂+2NaOH==== Na₂SO₃+H₂O【防倒吸】⑹二氧化碳制取原理；稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解制取方程式：CaCO₃+2HCl====CaCl₂+CO₂↑+H₂O 装置：启普发生器检验：通入澄清石灰水,变浑浊除杂：通入饱和NaHCO₃溶液(除HCl),再通入浓H₂SO₄(除水蒸气)收集：排水法或向上排气法⑺氨气制取原理：固体铵盐与固体强碱的复分解制取方程式：Ca(OH)₂+2NH₄₂+2NH₃↑+2H₂O①直接加热浓氨水；②浓氨水中加生石灰(或碱石灰)。

一、气体制取装置1.气体发生装置⏹加热固体制备气体的装置（见上图①）◆反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。

◆装置气密性的检查方法:将导气管的出口浸没在水中,双手紧握试管.如果水中出现气泡，说明装置气密性良好。

（原理：气体的热胀冷缩）◆加热时的注意事项：●绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精。

●加热应用外焰加热.●绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。

●禁止用嘴吹灭酒精灯。

加热结束时，酒精灯的火焰应该用灯帽盖灭。

●铁夹应夹在试管的中上部，大约是距试管口1/3处。

●药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。

●试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。

●试管内导管应稍露出胶塞即可.如果太长，不利于气体排出.●停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中,使试管炸裂。

◆选择装置时,要选择带有橡皮塞的弯管.⏹固液混合在常温下反应制备气体的装置（见上图②)◆反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热.◆装置气密性的检查方法：在导管出口处套上橡皮塞，用弹簧夹夹紧橡皮塞，从漏斗中加水.如果液面稳定后水面不下降，则表明装置气密性良好。

◆要根据实际情况选择(a）（b)（c）(d)四种装置.●装置（a)的特点：装置简单,适用于制取少量的气体；容易造成气体泄漏，增加药品不太方便。

●装置（b）的特点：便于随时添加药品。

●装置（c）的特点:可以控制反应速率。

●装置（d）的特点：可以控制反应的发生和停止.（希望停止反应时，用弹簧夹夹住橡皮管.这时由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降)◆如果使用长颈漏斗，注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。

使用分液漏斗时无需考虑这个问题。

◆选择装置时,要选择带有橡皮塞的直管。

(a)装置使用单孔橡皮塞，（b）（c）（d)装置使用双孔橡皮塞。

◆固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。

气体的制备、收集以及性质实验要点：1、①主要是初中教材中常见气体氧气、氢气、二氧化碳制备的原理、制取的装置(包括发生装置、气密性检查、收集装置以及杂质或尾气的处理装置)，性质验证、实验现象、结论、操作规则的掌握。

②针对要点1进行制备和收集其他气体的迁移运用。

2、装置的设计流程（从左到右）:发生---净化---干燥---收集---尾气处理3、注意的几个问题:气体纯度检验;加热顺序的先后;安全装置;装置改进问题考点梳理：1、制备的原理、制取的装置(包括发生装置、收集装置)固液不需加热型气体的收集还可以采用如下装置：（请思考：收集原理分别是什么？气体如何进出？）2、装置气密性检查：制取气体时，必须先检查，后装入。

检查装置的气密性方法：①连接装置，把导管的一端浸没水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，则装置不漏气。

（固固加热型制气的发生装置）②将导管连接胶皮管，用弹簧夹夹住胶皮管，往长颈漏斗注入水，使长颈漏斗下端形成一段水柱，数分钟后，水柱不会下降，则装置不漏气。

（固液不需加热型的发生装置）。

此外，还可将装置放入冰水混合物中，观察现象，也可在胶皮管外连接一个注射器，推或拉活塞观察现象。

3、气体纯度检验：氢气是一种可燃性气体，在进行性质实验前要进行。

(可燃性气体CO和CH4点燃前也需如此)可燃性气体的验纯方法：用排水法收集一小试管的气体，用大拇指摁住管口移近火焰，若听到尖锐的爆鸣声，则气体不纯；听到轻微的“噗”的一声，则气体已纯。

4、气体的净化及干燥净化即除去气体中的杂质，除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。

常见的气体净化装置有洗气瓶（图4-16-3a）和干燥管两类，干燥管有球形干燥管（图4-16-3b）和U形干燥管（图4-16-3c）。

1、洗气瓶:作用是干燥与除杂。

洗气瓶主要用于盛放液体吸收剂，连入装置时要注意气体必须进出以利于杂质的吸收。

常见除杂试剂有：①浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去O2、CO2、H2、SO2、HCl、CO、NO2、Cl2、CH4等气体中混有的水蒸气。

第25讲 常见气体的实验室制备、净化和收集[复习目标] 1.了解常见气体的制备原理、装置及改进。

2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。

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――→△气体制备气体：O 2、NH 3、CH 4等。

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

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

3．常见气体典型制备装置举例(1)Cl2的实验室制备(2)SO2的实验室制备(3)NH3的实验室制备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。

(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置图ⅠⅡⅢⅣ常见试剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 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，且不与水反应的气体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(1)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。

②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。

③饱和NaHS溶液——收集H2S。

④四氯化碳——收集HCl或NH3。

(2)装置(Ⅱ)储气式集气。

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。

初中化学综合实验——气体的制取、净化和除杂！一、气体制取的仪器组合顺序制备纯净干燥气体的步骤是:1、实验仪器组装公式：气体发生装置—除杂质装置—干燥装置—气体收集装置→尾气处理⑴制气装置的选择：A 所需药品的状态；B 反应条件⑵集气装置的选择：A 气体的溶解性；B 气体的密度⑶除杂质的试剂和干燥剂的选择：实验室制取的气体常常有酸雾或水份。

(4) 酸雾可用水、氢氧化钠溶液、澄清的石灰水或饱和碳酸钠（碳酸氢钠）溶液除去,水份可用干燥剂如：浓硫酸（酸性）、碱石灰（碱性）、固体氢氧化钠（碱性）、氧化钙（碱性）、五氧化二磷（酸性）、无水氯化钙（中性）、无水硫酸铜（中性）等除去.(5)酸性干燥剂（浓硫酸）不能干燥碱性气体如氨气；(6)碱性干燥剂（NaOH ）不能干燥酸性气体如二氧化硫、二氧化碳、氯化氢等2、气体除杂的方法：A 水吸收法：易溶于水的气体杂质用水吸收。

（如HCl）B 酸碱吸收法：酸性气体杂质用碱性试剂吸收。

（如氢氧化钠溶液吸收CO2、HCl。

）C 沉淀法：将杂质气体转变为沉淀除去。

（如用澄清石灰水除CO2）D 固化法：将杂质气体与固体试剂反应生成固体而除去。

（如除去O2用灼热的氧化铜）E 转纯法：将杂质转化为所需气体。

（如除去CO中的CO2，可将气体通过炽热的炭粉）3、气体除杂的原则：不减少被净化气体的质量，不引进新的杂质。

4、气体除杂的注意事项：A 选择除杂试剂：一般只能跟杂质起反应，而不能与被净化的气体反应。

B 除杂务尽：选择除杂试剂要注意反应进行的程度。

（如除去CO2时用氢氧化钠溶液比用澄清石灰水要好。

因为氢氧化钠的溶解度比氢氧化钙要大很多，因此其溶质质量分数较大。

）C 有许多杂质要除去时，要注意除杂的顺序。

一般来说，杂质中有许多酸性杂质时，先除酸性较强的杂质；而水蒸气要放在最后除去。

除去杂质和干燥的装置一般用洗气瓶或干燥管。

在洗气瓶中导气管一般是长进短出，在干燥管中一般是大进小出。

除杂和干燥一般是先除杂后干燥。

初高中化学衔接——气体的制取、净化和干燥︱考点整合︱考点一实验室制取气体的思路与方法实验室制备气体应从发生装置、收集装置、气体贮存三个方面考虑。

1．制取气体的原理：实验室制取气体选择药品通常有以下几个原则；①科学性，必须能通过化学反应制取所需气体。

②反应条件不能太苛刻，反应速度要适中，便于实验室操作，且也比较容易收集。

③价格要便宜2．制取气体的装置：根据反应物的状态和反应所需的条件选择气体的发生装置。

如：（1）药品状态为固—固，且反应需要加热的，可选择实验室用加热高锰酸钾制氧气的方法制取。

（2）药品状态为固—液，且反应在常温下进行的，可选择实验室制二氧化碳的方法制取。

3．气体的收集装置：考点二实验室制取气体的操作程序实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般程序是：⑴组装仪器；一般按从左到右，从下到上的顺序进行；⑵检查装置气密性；⑶装药品；若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体；⑷准备收集装置；若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶装满水；⑸制取气体；⑹收集气体并验满；⑺拆洗仪器。

考点三 气体的干燥与净化1．实验装置：常用的干燥及净化装置主要是：洗气瓶、干燥管和U 形管浓硫酸 氯化钙 碱石灰2．气体的干燥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。

如下表中常见气体的干燥剂。

3．气体的净化根据被净化的气体和杂质性质的差异来选择净化的方法和装置。

原则：⑴吸收剂只与杂质反应，不与待净化气体反应，不能引入新的杂质；⑵吸收剂与杂质反应彻底、迅速；⑶能用液体吸收剂的则不用固体吸收剂。

在多种气体杂质共存时，要注意除杂顺序。

选择吸收装置时，要注意进、出气体导管连接方法，若用洗瓶，注意“长进短出”，若用干燥管，注意“大进小出”。

常见除去气体杂质的试剂如下表所示：︱应用示例︱类型之一制取气体实验装置的选择例1．化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的。