专题讲座三 气体的实验室制备、净化和收集
1.气体制备实验的基本过程
(1)气体制备实验装置一般包含以下几部分
发生装置―→净化装置―→干燥装置―→尾气处理装置
(2)气体制备的一般实验操作步骤
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：O2、NH3、CH4等
注意事项：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：Cl2、C2H4等
注意事项：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，注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利滴下。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
发生装置：
制备气体：H2、CO2、NO2、SO2、NO等
注意事项：①块状固体与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，也可采用简易装置。
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使用。
③加入块状固体药品的大小要适宜。
④加入液体的量要适当。
⑤最初使用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。
主课题：常见气体的制备和净化
教学目标
1、掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法）
2、掌握气体制备净化的实验操作顺序
3、掌握常见气体的尾气处理方案
知识精要
一、常见气体的实验室制取、尾气吸收装置：
收集 尾气吸收
气体 收集
分子式 气体
装置
制取气体
的装置
O2
CH4 O2 NH3
CH4 NH3
H2
C2H2 H2S
CO2
NO2 H2 H2S
NO2
NO Cl2
HCl
SO2 Cl2
SO2 HCl
二、制取气体实验的操作顺序：
1.安装顺序:
①由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是:放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放置石棉网→固定圆底烧瓶)
②从左到右(如制氯气:发生装置→收集装置→吸收装置)
③先塞后定(带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好,以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)
2.加试剂顺序:固体先放入，液体后滴加（即先固后液）
3.其它操作顺序:先检验气密性,后装入药品(便于在装置漏气时进行调整和更换仪器),最后点燃酒精灯(所有装备工作完毕后).
三、实验装置:一套完整的制备气体的实验装置应包括四个部分:
发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理
①发生装置：选取的依据是制取所用的试剂的状态和反应条件(加热与否)。
②净化装置：要根据反应物的性质及实验条件来分析可能含有的杂质，再根据主要成分与杂质性质上的差异选择除杂方案。
一般净化气体时,除去水蒸气的干燥装置放在最后。用作干燥剂的物质须具备两个条件：一是本身要具有很强的吸水性，二是不能与被干燥的气体发生反应。实验室常用的干燥剂可划为三类：
常见气体的干燥装置有两种：
洗气瓶：可装液体干燥剂，如浓硫酸；干燥管：可装固体干燥剂
气体洗涤装置 液体洗涤剂 固体洗涤剂
③收集装置：选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。由氯气的物理性质得,用向上排空气法收集氯气，因氯气难溶于饱和食盐水，也可用排饱和食盐水收集.
主课题：常见气体的制备和净化
教学目标
1、掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法）
2、掌握气体制备净化的实验操作顺序
3、掌握常见气体的尾气处理方案
知识精要
一、常见气体的实验室制取、尾气吸收装置：
收集 尾气吸收
气体 收集
分子式 气体
装置
制取气体
的装置
O2
CH4 O2 NH3
CH4 NH3
H2
C2H2 H2S
CO2
NO2 H2 H2S
NO2
NO Cl2
HCl
SO2 Cl2
SO2 HCl
二、制取气体实验的操作顺序：
1.安装顺序:
①由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是:放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放置石棉网→固定圆底烧瓶)
②从左到右(如制氯气:发生装置→收集装置→吸收装置)
③先塞后定(带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好,以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)
2.加试剂顺序:固体先放入，液体后滴加（即先固后液）
3.其它操作顺序:先检验气密性,后装入药品(便于在装置漏气时进行调整和更换仪器),最后点燃酒精灯(所有装备工作完毕后).
三、实验装置:一套完整的制备气体的实验装置应包括四个部分:
发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理
①发生装置：选取的依据是制取所用的试剂的状态和反应条件(加热与否)。
②净化装置：要根据反应物的性质及实验条件来分析可能含有的杂质，再根据主要成分与杂质性质上的差异选择除杂方案。
一般净化气体时,除去水蒸气的干燥装置放在最后。用作干燥剂的物质须具备两个条件：一是本身要具有很强的吸水性，二是不能与被干燥的气体发生反应。实验室常用的干燥剂可划为三类：
常见气体的干燥装置有两种：
洗气瓶：可装液体干燥剂，如浓硫酸；干燥管：可装固体干燥剂
气体洗涤装置 液体洗涤剂 固体洗涤剂
③收集装置：选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。由氯气的物理性质得,用向上排空气法收集氯气，因氯气难溶于饱和食盐水，也可用排饱和食盐水收集.
气体的制备与净化
一、常见气体的制取（二氧化碳、氧气与氢气制取的比较）
氧气(O2) 氢气(H2) 二氧化碳(CO2)
反应原理 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(或2H2O22H2O+O2↑)
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ CaCO3+2HClCaCl2+H+CO2↑
药品 高锰酸钾(KMnO4)［或双氧水(H2O2)和二氧化锰(MnO2)］ 锌粒(Zn)和稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4) 石灰石或大理石(CaCO3)和盐酸(HCl)
发生装置 加热固体(或不加热固+液） 不加热固+液 不加热固+液
收集方法 ①排水法(不易溶于水)
②向上排空气法(密度比空气大) ①排水法(难溶于水)
②向下排空气法(密度比空气小) 向上排空气法（密度比空大），不能用排水法收集
验满或验纯 用带火星的木条,平放在集气瓶口,若木条复燃,氧气已满；否则没满 用拇指堵住集满氢气的试管口；靠近火焰,移开拇指点火，若“噗”的一声，则氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯 用燃着的木条,平放在集气口,若火焰熄灭,则已满；否没满
操作步骤、
注意事项 ①检查装置的气密性
②试管口要略向下倾斜(防止凝结在试管口的小水珠倒流流入试管底部使试管破裂)
③加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热
④排水法收集完氧气后,先撤导管后撤酒精灯(防止水槽中的水倒流,使试管破裂) ①检查装置的气密性
②长颈漏斗的管口要插入液面下
③点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度(空气中，氢气的体积达到总体积的4%~74.2%点燃会爆炸) ①检查装置的气密性
②长颈漏斗的管口要插入面下
③不能用排水法收集
二、气体的净化与干燥
1.原则：不能引入新的气体杂质；不能减少被净化的气体的量。
2.顺序：气体的发生装置——除杂——干燥——主体实验——尾气处理。
3.干燥和净化气体的装置：洗气瓶和干燥管。
4.常用干燥剂：浓硫酸、固体氢氧化钠、无水氯化钙等。
