高中化学_常见气体的制备分解

常见气体的实验室制备1．氧气的实验室制备(1)反应原理①高锰酸钾固体加热分解制备：2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2 ＋O2↑。

②常温下，用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制备2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑。

(2)发生装置图1原理①中反应物为固体，且需不断加热，一般选用图1装置。

在本发生装置中，为了防止生成的细小颗粒堵塞导管，在大试管口可放一松软棉花球，以吸附这些细微颗粒。

加热时，一般先均匀加热整个试管，后集中于反应物固体部位加热。

如果使用排水法收集气体，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，以防止(冷)水倒流进入气体发生装置中，使(热)试管破裂。

原理②中反应物过氧化氢是液体，MnO2 是固体，反应不需加热，一般选用图2中装置。

在本反应原理中的两种反应物一般分开放置，其中固体(也可以是液体)放置在平底烧瓶、广口瓶或锥形瓶等适合反应的容器中，另一种液体可放在分液漏斗或长颈漏斗中。

一般气体发生装置只能有一个导气口，因此用长颈漏斗组装气体发生装置时，长颈漏斗下端要伸到液面以下，用液体封住下端口，从而防止氧气从长颈漏斗逸出。

图2(3)收集方法因为氧气是不溶于水、密度比空气大的气体，实验室既可以用排水法收集氧气，也可以用向上排空气法收集氧气。

当然，有时也可以用气球、氧气袋收集。

为保证尽可能将集气瓶中的空气排净，用向上排空气法收集氧气时，导管口要插到集气瓶底部；而用排水法收集氧气时，不能一有气泡产生就收集(开始排出气体实为装置内的空气)，要等到气泡均匀冒出时，再开始收集气体。

(4)验满方法排水法收集气体时，直接观察瓶体中的水是否被排出或瓶口是否有气泡冒出，即可验满。

用排空气法收集O2时，检验O2收集满的方法是把带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，证明氧气收集满了。

(5)集气瓶放置存有气体的集气瓶在放置时，应尽量避免气体因本身惯性而逸出，一般比空气轻的气体，容易上升；而密度比空气重的气体，容易下降。

高中18种常见气体制备原理(只有方程式) 高中常见18种气体的制备方法一、氢气实验室制法：锌和稀硫酸反应，生成锌硫酸和氢气。

工业制法：碳和水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气，或者一氧化碳和水蒸气反应，生成二氧化碳和氢气。

二、一氧化碳实验室制法：甲酸和浓硫酸反应，生成一氧化碳和水。

工业制法：碳和水蒸气反应，生成一氧化碳。

三、二氧化碳实验室制法：碳酸钙和稀盐酸反应，生成氯化钙、二氧化碳和水。

工业制法：碳酸钙分解，生成氧化钙和二氧化碳。

四、甲烷实验室制法：乙酸钠和氢氧化钠反应，生成碳酸钠和甲烷。

五、乙烯实验室制法：乙醇和浓硫酸反应，生成乙烯和水。

工业制法：石油裂解或烷基化反应，生成乙烯。

六、乙炔实验室制法：电石和水反应，生成氢氧化钙和乙炔。

七、氮气实验室制法：亚硝酸钠和氯化铵反应，生成氮气、氯化钠和水，或者氧化铜和氨水反应，生成铜和氮气。

工业制法：液化空气再蒸馏，先蒸出氮气。

八、氨气实验室制法：氢氧化钙和氯化铵反应，生成氯化钙、氨气和水，高温高压。

工业制法：氮气和氢气催化反应，生成氨气。

九、一氧化氮实验室制法：铜和稀硝酸反应，生成硝酸铜和一氧化氮。

工业制法：氨气和氧气反应，生成一氧化氮和水，催化剂存在。

十、二氧化氮实验室制法：铜和浓硝酸反应，生成硝酸铜、二氧化氮和水。

工业制法：一氧化氮和氧气反应，生成二氧化氮。

十一、氧气实验室制法：高锰酸钾分解，生成高锰酸钾、氧气和二氧化锰，或者二氧化锰和氯酸钾反应，生成氯化钾、氧气和水。

工业制法：液化空气再蒸馏，蒸出氧气。

十二、SO2的制法在实验室中，可以通过将Na2SO3和浓度不低于70%的H2SO4反应来制得SO2，反应产物为Na2SO4、SO2和H2O。

而在工业上，可以将4FeS2和11O2反应，得到2Fe2O3和8SO2.另外，还有一种点燃硫和氧气反应的方法，可以得到SO2.十三、H2S的制法在实验室中，可以通过将FeS和稀盐酸反应来制得H2S，反应产物为FeCl2和H2S。

一、常见气体的制取和检验⑴氧气制取原理：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 ₂O+16HCl(浓)2KCl +2MnCl 25Cl 28H 2O++2KMnO 4⑸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：Na₂SO₃+H₂SO₄ == Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O 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H₂SO₄ (除水蒸气)、或盛放无水氯化钙、P2O5的干燥管。

高中化学实验室气体制备总结引言气体制备是高中化学实验室中常见的实验操作之一。

通过控制反应条件，可以从化学反应中制备出各种气体。

本文将总结高中化学实验室中常用的气体制备方法及其原理，以供参考。

一、氧气制备氧气是一种无色、无味和可燃的气体，广泛应用于燃烧、氧化等化学反应中。

在高中化学实验室中，常用的氧气制备方法是通过高锰酸钾的分解来制取。

实验步骤如下：1.取适量高锰酸钾固体放入蒸馏烧瓶中；2.加入适量稀硫酸，使高锰酸钾充分溶解；3.使用导管将烧瓶与气体收集瓶连接，将气体收集瓶内的水排空；4.缓慢加热烧瓶，观察气体收集瓶中气体的变化。

原理解释：高锰酸钾的分解反应式为：2KMnO4(s) → K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)通过加热高锰酸钾和稀硫酸混合物，高锰酸钾分解产生氧气，并通过导管收集。

二、二氧化碳制备二氧化碳是一种无色、无味的气体，在高中化学实验室中常用于酸碱中和实验和植物光合作用研究中。

常见的二氧化碳制备方法有酸与碳酸盐反应法和酵母发酵法。

1. 酸与碳酸盐反应法实验步骤如下：1.取适量碳酸盐固体（如碳酸氢钠）放入烧杯中；2.缓慢滴加酸（如稀盐酸）至碳酸盐完全反应；3.使用盖有橡皮塞的试管收集气体。

原理解释：碳酸盐与酸反应产生二氧化碳的反应式如下：NaHCO3(s) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)通过滴加酸与碳酸盐反应，产生二氧化碳气体，并用试管收集。

2. 酵母发酵法实验步骤如下：1.取适量酵母放入锥形瓶中；2.加入适量葡萄糖溶液，与酵母充分混合；3.盖上透明的气球或用试管堵住瓶口；4.静置一段时间后观察气球的膨胀情况。

原理解释：酵母通过发酵作用将葡萄糖分解生成酒精和二氧化碳。

二氧化碳气体通过瓶口进入气球内，使气球膨胀。

三、氯气制备氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，广泛应用于消毒、漂白和制取其他化学品中。

在高中化学实验室中，氯气可以通过盐酸与漂白粉的反应制备。

高中化学十四种常见气体制备
1. 氢气：热解水或金属与酸反应产生。

2. 氧气：电解水或过氧化物分解产生。

3. 氮气：空气经过分离设施分离获得。

4. 氩气：空气经过液化分离获得。

5. 氦气：液化天然气分离获得。

6. 氯气：电解盐水（海水）产生。

7. 氟气：高温氟盐与硫酸反应产生。

8. 氢氟酸蒸汽：氢氟酸和水蒸气混合经过加热获得。

9. 二氧化碳：石灰石与酸反应产生。

10. 一氧化碳：碳与二氧化碳反应产生。

11. 氨气：硝酸和铁或氢氧化钠反应产生。

12. 氢氧化钠蒸汽：硝酸和氢氧化钠反应产生。

13. 二氧化硫：金属硫与酸反应产生。

14. 氯化氢：硫化氢与氯气反应产生。

制备方法 适川q 休注克事项 氯气"二氧比 苗诫化:勺耳快状不 君于水 的同体灌t ■水固体（ 休H 液件卜4•腹 不加热休4固1.只有液怵时用怫右*2必耍时可用三通玻璃晋将 蒸t»ife 版立管与芬MM4 I. 门柯通’以防止藝18烧粧内气 休压力衣大.軌叱9L 二 X 化吧・証 氯化氢％ 1试营口醴向卜倾斜.且免 管口障凝水倒流到灼烧处而 览试骨洋舉.2•检音饋胃'的寬带啊「1. 在用简易裝置时.如用世颈 蹈斗•溺斗颈叫卜礙应伸入液 血以F,仰则起不到液:封的门 1也2. 溶于水的同体或液休与液 休的渥舍物反应制备气林不 能川川杵岌为器气体制备k 常见气悴的制脱歩骤（1） 气体制取装氈 气体发生装置待化装迓-千燥装3L 或收集裝置・戰收裝置（2）气体性质验诽裳置=气牡发生粘笳净化赞琵《干燥漿置）电筋验证帰跟吸收爺艸2、气坏发生装置⑴化学实鲨中需用少量完怵时・IHglEK 料刑反应聲件在实验宅中进行制牆.常用的制备7气佈制备反应龈理待竹出Zn+HjSO^ZnSO.+Hj?可燃性、还原性62KM H .<)4(S } ■^K^MnOf+MulJr+O^2出0：OgT孰化性、供呼吸NIliCK «)+NnN (h (和亠 NaCHN/T+dH* )「 廳涪稳定載不活泼 CbMiiD ?［sl-+4HCI(fc)—NnC'lj+CbT^lbO2KMnO| + lfiHClCift)=2KCK2Mna 1+M ：ht+SHpH T»数绿色、紋化性、«HC1 2NaCi+H :SO4^< ）^N3；SO^+2HClt或在浓蛊檢屮滴入故城战ffiti,剌at 性FeSt s}+2 HCI =KT >5 T+FeCI ；M 瀋宾鸡蛊昧、还廉性、剧 $NHn 爪11£】⑶+CaQHh ⑸丄UCL+2NH J>2HQ 或杵碱仆如屮満入战妊水埼液化、斶櫃竹，糊激 性CHu 1CH rtH JNa( N^CO^Cl l^Ti 朋1浓 HjtSdCllsCli 【］加£ C 3llj4>H<»难洛略有ST 香气味CJL CaC 业 n-2 H r(>-?C 3H 3t+Caf ()H ；)CO 菽 MtSg土HCOOEI —J ~~* ILO^COl曙溶 剧駄可燃、赴標 co> CaCTj^X-H CI =CaC'l ，+Ct^jT+H.Q 可落疆幡忡.金交持壓烧SOj hh£O 计］轻5(诜=K 也SdMgTdlM CD+2HaSO4( ^-CuS04*SO± t+21W M 溶®fitL 有區 miN»3Q J +8HNO 3(稀 1 丄3Cu( NO ? ”+>&肓44£〔】剧抵.輸被無化，〉常见5体的制儆卡|质、卡谜•验室制备的气体常常幣有恢券和水汽.仃时需要祎化和I•燥.酸雾“川水或物质的水溶液除去・k ;:・计I质选用浓硫酸.无水氯化纵碱石灰等吸收水汽。

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。

一：氯气1．实验室方法：MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O（反应条件加热）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法净化方法：用饱和的食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气。

2．工业制法：原理：电解食盐水2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑（反应条件是通电）二：二氧化碳1．实验室方法：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O收集方法：向上排空气法净化方法：用饱和的NaHCO3除去HCl2．工业制法：CaCO3=====CaO+CO2↑（条件为高温）三：氧气实验室方法：KMnO4受热分解：2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑（条件：加热）KClO3和MnO2混合共热：KClO3=2KCl+3O2↑（条件：在MnO2下加热）工业制法：空气液化分离四：氨气实验室方法：Ca（OH）2+2NH4Cl=====2NH3↑+CaCl2+2H2O收集方法：向下排空气法、且容器口塞一团沾有稀H2SO4的棉花团，以防止所收集的气体与空气对流，也可吸收多余的NH3净化方法：用碱石灰吸收NH3中混有的水分工业制法：N2+3H2=====2NH3（条件：高温、高压、催化剂且此反应为可逆反应（上面的必需全部把握且对方程式一定要准确地记住，下面的只需知道）五：氮气实验室方法：NaNO2+NH4Cl==N2↑+2H2O +NaCl工业方法：液态空气分馏法六：二氧化氮实验室方法：Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2H2O↑(条件加热)工业方法：4NH3+ 5O2= 4NO + 6H2O(条件Pt/加热)2NO + O2= 2NO2七：一氧化碳实验室方法：HCOOH===H2O+CO↑(条件加热)工业方法:C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)八：二氧化硫实验室方法：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑九：氢气实验室制法：H2SO4+Zn=====ZnSO4+H2↑2HCl+Zn=====ZnCl2+H2↑收集方法：向下排空气法工业制法：水煤气法 C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)有机中常见气体的制取方法一：乙炔实验室方法：CaC2+2H2O→Ca（OH）2+CH≡CH↑收集方法：排水集气法或向下排空气法净化方法：因电石（CaC2）中含有CaS，与水反应会生成H2S，可用硫酸铜溶液或NaOH溶液将其除去。

常见气体的制取和检验 ﻫ⑴氧气１、制取原理:含氧化合物自身分解 ﻫ制取方程式： MnO 2O 2+2H 2O 22H 2O2N ａ2O 2+２H 2Ｏ＝=＝４NaO Ｈ+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ﻫ制取原理：活泼金属与弱氧化性酸的置换 ﻫ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 ﻫ ⑶氯气制取原理:强氧化剂氧化含氧化合物 制取方程式：M ｎO ₂＋4ＨＣｌ(浓） ==＝=Mn Ｃｌ₂+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; ﻫ除杂：先通入饱和食盐水(除HC ｌ),再通入浓H ₂SO ₄ (除水蒸气) ﻫ收集:排饱和食盐水法或向上排气法尾气回收：Ｃl ₂+2NaOH =＝＝＝ NaCl+NaClO ＋Ｈ₂O ﻫ ⑷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 ↑ ﻫ装置：启普发生器检验:能使湿润的醋酸铅试纸变黑 ﻫ除杂:先通入饱和NaH Ｓ溶液（除H Ｃｌ）,再通入固体CaC ｌ₂ (或Ｐ₂Ｏ5)(除水蒸气) ﻫ收集：向上排气法 ﻫ尾气回收：H ₂Ｓ+2NaOH ＝＝== Na ₂Ｓ+H ₂O⑸二氧化硫ﻫ制取原理:稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解 ﻫ制取方程式： N ａ₂SO ₃+H ₂SO ₄＝==＝ Na ₂ＳO ₄+SO ₂↑＋Ｈ₂O 装置：分液漏斗,圆底烧瓶 ﻫ检验:先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色; ﻫ除杂：通入浓Ｈ₂S Ｏ₄ (除水蒸气) 无水氯化钙、P 2Ｏ5ﻫ收集:向上排气法 ﻫ尾气回收:S Ｏ₂＋2NaOH ==== Na ₂SO ₃+Ｈ₂O 【防倒吸】⑹二氧化碳+16HCl(浓)2KCl +2MnCl 25Cl 28H 2O ++2KMnO 4ﻫ制取原理；稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解ﻫ制取方程式：CａCO₃+2ＨＣl＝===CaＣl₂+ＣＯ₂↑+Ｈ₂O 装置:启普发生器ﻫ检验：通入澄清石灰水,变浑浊ﻫ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ﻫ⑺氨气ﻫ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＋2NH₄Cｌ₂+2NH₃↑＋2H ₂Ｏ①直接加热浓氨水；②浓氨水中加生石灰(或碱石灰)。