实验室制取气体的发生装置和收集装置的选择

第二节 第3课时 氯气的实验室制法[核心素养发展目标] 回顾初中所学的二氧化碳的实验装置，结合实验室制取氯气所用的二氧化锰和浓盐酸的性质，选择合适的实验装置制取氯气，培养科学探究与创新意识，提升实验能力。

知识梳理一、氯气的实验室制法1．反应原理(1)化学方程式：MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

(2)原理：利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl －生成Cl 2，该反应中MnO 2为氧化剂，浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。

2．仪器装置(1)气体发生装置类型：固＋液――→△气(2)发生装置所用仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。

(3)除杂装置：装置C 的作用是除去Cl 2中少量的HCl 气体。

装置D 的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。

3．收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。

(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小，用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。

4．验满方法观察到E 中充满黄绿色气体，则证明已集满。

5．尾气处理烧杯F 中盛放的液体是NaOH 溶液。

该液体的作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。

(1)实验室制取的Cl 2中混有HCl 气体，可通过盛有碱石灰的干燥管除去( )(2)MnO 2与稀盐酸在加热条件下也可制取Cl 2( )(3)在实验室制取Cl 2的试剂中，HCl 只作还原剂( )(4)Cl 2尾气也可用饱和的澄清石灰水吸收处理( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)×1．制取Cl 2的原理是利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl －生成Cl 2。

(1)若氧化剂MnO 2过量，待充分反应后，溶液中仍有HCl 剩余，为什么？提示 随着反应的进行，浓盐酸浓度逐渐减小，小到一定浓度将不再与MnO 2反应。

(2)KMnO 4是一种很强的氧化剂，常温下即可与浓盐酸反应生成Cl 2，请写出化学方程式，作还原剂的HCl 占参与反应的多少？提示 2KMnO 4＋16HCl(浓)===2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2↑＋8H 2O ，作还原剂的HCl 占参与反应的58。

初中化学气体制取与收集装置总结一、 气体发生装置确定确定发生装置依据：1.反应物状态；2.反应条件（是否需要加热）1、固液反应不加热、液液反应不加热型可用下图装置：比较三套装置的优缺点用试管装置简单，但产生气体的量少；改用长颈漏斗后添加液体方便但产生氧气流不平稳；换用分液漏斗或注射器后可避免长颈漏斗的缺点。

例如：上图装置可控制反应的发生—2H 2O 2MnO 2====2H 2O+O 2↑注意：固液反应不加热、液液反应不加热适用该装置，当固液反应、液液反应需要加热时只需要再添加酒精灯即可。

如：2KClO 3MnO2====2KCl+3O 2↑2KMnO 4△====K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑注意！使用该装置时试管口一定要向下倾斜，原因是防止加热过程中产生的冷凝水倒流引起试管底炸裂。

二、 气体收集装置确定$气体收集方法确定的依据：密度：密度比空气大 向上排空气法 E密度比空气小 向下排空气法 D溶解性：不易溶于水不与水反应 排水法 C引申：1.已知收集方法推测气体性质：一种气体只能用向上排空气法，由此可以得出该气体有什么样的性质2.三种气体收集方法均可采用下图装置1、向上排空气法：长管进短管出2、向下排空气法：长管出短管进、3、排水法：集气瓶事先装满水，长管进短管出除此以外，该装置还常常用于洗气氧气的实验室制法和迁移知识1．根据下列实验装置图，回答问题：①②|A B C D E（1）写出标有序号的仪器名称：①_____________，②____________；（2）在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时，其中二氧化锰起______作用，发生反应的化学方程式为___________________________________________；选择的发生装置是，收集装置是（填编号）。

检验氧气是否收集满的方法是：。

（3）实验室用大理石和稀盐酸在常温下制取二氧化碳气体，应选择的发生装置为_________（填写装置的字母代号，下同）；应选用的收集装置是___________。

实验室制取气体的发生和收集装置一、制取装置1、固体加热制气体所需仪器：铁架台、酒精灯、大试管、弹孔塞注意事项：①试管口要略向下倾斜②若是固体直接生成气体，试管口要放一团棉花；若是固体先熔化再生成气体，则不需要棉花。

③若是用排水法收集气体，实验结束时要先撤导气管再熄灭酒精灯。

2、液体或液体和固体加热制气体所需仪器：铁架台、酒精灯、大试管弹孔塞、圆底烧瓶、石棉网注意事项：①前图适合制取少量气体；后图适用于制取较多量气体。

2、固体和液体不需加热制气体①该装置的优点：结构简单，操作方便缺点：不能制取较多量气体和得到连续不断的气流。

所需仪器：铁架台、大试管、弹孔塞②该装置的优点：能制取较大量气体，可以得到连续不断的气流。

缺点：不能控制反应速率。

所需仪器：长颈漏斗、锥形瓶、双孔塞注意事项：长颈漏斗要伸到液面以下（液封）改进装置：在长颈漏斗末端加一个小试管可以防止剧烈反应时气体从长颈漏斗逸出。

③该装置的优点：可以通过分液漏斗控制液体滴加速率控制反应速率。

缺点：不能控制反应的发生或停止。

所需仪器：分液漏斗、锥形瓶、双孔塞。

若无分液漏斗也可用注射器替代。

④该装置的优点：可以通过弹簧夹控制反应的发生或停止，也可以制得较大量气体，同时可以得到连续不断的气流。

缺点：无法控制反应速率。

使用注意：块状固体药品放在有孔塑料板上；粉末状药品需放在滤纸包中。

二、收集装置选择收集装置要考虑的因素：气体的密度、溶解性、能否和空气中的某种成分反应、能否和水反应以及所需气体的用途。

1、排水集气法优点：收集的气体较纯净。

缺点：收集的气体潮湿。

适用范围：收集的气体不易溶于水、不和水起反应。

使用仪器：水槽、导气管、集气瓶、毛玻璃片。

注意事项：集气瓶一定要注满水，否则收集的气体不纯。

硫和铁丝在氧气中的燃烧实验适合用此法收集氧气，可以在集气瓶内预留少量的水。

2、排空气法收集气体优点：收集的气体干燥。

缺点：收集的气体纯度低。

注意事项：导气管要伸到集气瓶底部，否则收集的气体不纯。

实验室制取气体专题一、实验室制取气体的常见发生装置：A B C D E F检查装置的气密性：C：（1）用弹簧夹夹紧橡皮换，向长颈漏斗中注入适量的水，长颈漏斗下端形成一段液柱且液柱不下降，则装置的气密性良好.（2）在道管处连接一支注射器，向长颈漏斗中注入适量的水，拉注射器，长颈漏斗下端有气泡冒出，推注射器，水会进入长颈漏斗，说明装置气密性良好。

注意：C装置中长颈漏斗的下端一定要伸入液面以下，目的是：防止生成的气体从长颈漏斗中逸出。

1．装置的优点：B：装置简单，节约药品，用于制取少量的气体。

C:可随时添加液体，用于制取较多量气体。

D和E：可控制液体的添加速度从而控制反应的速度。

F：可随时控制反应的发生和停止。

2．实验室制取气体发生装置选择的依据：（根据反应物的状态和反应条件选择气体的发生装置）（1）.反应物是固体，反应条件需要加热。

选择与高锰酸钾制取氧气相同的发生装置（如：上图A）。

（2）.反应物是固体和液体，反应条件不需要加热。

选择与过氧化氢制取氧气相同的发生装置（如：上图B或C或D或E或F）。

二、实验室制取气体的常见收集装：排向上向下水排空排空法气法气法1. 收集装置选择的依据：（根据气体的密度和溶解性选择收集装置）。

（1）凡是不溶于水或不易溶于水（如：氧气）或难溶于水（如：氢气）的气体都可用排水法收集。

（2）凡是密度比空气大的气体（如：氧气、二氧化碳）都可用向上排空气法收集。

（3）凡是密度比空气小的气体（如：氢气）都可用向下排空气法收集（如：氢气）。

说明：1.密度与空气接近，能与空气中的氧气发生反应的气体，一般不用排空气法收集。

2.排水法收集的气体比较纯净但不干燥。

要收集比较纯净的气体一般用排水法。

3.排空气法收集的气体比较干燥但不纯净。

要收集比较干燥的气体一般用排空气法。

4.实验室能用排水法收集氧气的原因：因为氧气不易溶于水。

用排水法收集氧气时，刚有气泡冒出是不能立即收集（因为刚冒出的的空气，使收集的氧气不纯）。

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。

一、发生装置的选择： 实验室制取气体的装置由两部分组成：发生装置和收集装置 发生装置由反应物的状态和反应条件决定（是否需要加热）1、固体加热制备气体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：把导气管浸在水中，用手紧握试管，如果有气泡 冒出则气密性好好。

（原理：气体的热胀冷缩）实验中的应用高锰酸钾取氧气：2KMnO 4 △K 2MnO 4 + MnO 2 + O 2↑氯酸钾制取氧气 ： 2KClO 3 MnO2 2KCl + 3O 2 ↑（还有一用途：木炭还原氧化铜：C+想 2CuO 高温 2Cu + CO 2↑）加热时的注意事项：1、铁夹应夹在试管的中上部，大约是距试管口 三分之一 处。

2、药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。

3、试管口要 略向下倾斜，防止冷凝水回流 到热的试管底部炸裂试管。

4、试管内导管应稍露出胶塞即可。

如果太长，不利于气体排出。

5、停止反应时，为了安全应先将导管移出水槽 ，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。

2、固液不加热型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。

如果液面不下降 ，则表明装置气密性良好。

实验中的应用双氧水制取氧气：2H 2O 2 MnO2 2H 2O+ O 2↑制取二氧化碳：CaCO 3+2HCl==CaCl 2+H 2O+CO 2↑检验：二氧化碳通入澄清石灰水：CO 2 +C a (O H )2 ==CaCO 3↓+ H 20现象：澄清石灰水变浑浊。

1、长颈漏斗作用：便于随时添加药品。

2、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。

3、固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。

4、优点：不需要加热气体收集装置收集装置由气体的性质决定适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。

制取气体时装置选择的依据1、发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件固体、加热型固液混合、常温（不加热）型2、收集装置的选择依据：气体的性质（考虑气体的密度、溶解性及是否与水反应）向上排空气法向下排空气法排水法收集密度比空气大、收集密度比空气小、收集不易溶于水、不与水反（且不与空气中成份反应）的气体（且不与空气中成份反应）的气体应的气体实验室制取O2O 2药品高锰酸钾氯酸钾、二氧化锰过氧化氢、二氧化锰反应原理发生装置收集装置向上排空气法排水因为氧气密度比空气略大因为氧气不易溶于水例题，如图：（1）甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热醋酸钠固体和碱石灰的固体混合物制取甲烷。

制取甲烷的发生装置应选择发生装置___ （填装置编号，下同），收集装置应选__ _。

（2）NO气体难溶于水，密度略大于空气，易与氧气反应生成NO2，则应选择装置__________来收集NO。

(3),氢气难溶于水，密度比空气小，常用锌与稀硫酸常温时反应来制取氢气，制取氢气的发生装置应选择发生装置___ （填装置编号，下同），收集装置应选__ _。

（4）易溶于水，密度比空气大，常用硫化亚铁固体与稀硫酸常温时反应制得，则制取硫化氢气体的发生装置应选择发生装置___ （填装置编号，下同），收集装置应选__ _。

5、（广安2011）实验室利用下列装置可以制取某些气体，请据图回答问题：（1）这五个装置示意图中，有一个装置是错误的，指出错误装置是(填序号)。

（2）图示中仪器①的作用；实验室用高锰酸钾来制取氧气，可选择A作发生装置，但要对A进行改进，改进的方法是；实验室若用B作发生装置制氧气，则该反应文字表达式为。

一、发生装置的选择： 实验室制取气体的装置由两部分组成：发生装置和收集装置 发生装置由反应物的状态和反应条件决定（是否需要加热） 1、固体加热制备气体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：把导气管浸在水中，用手紧握试管，如果有气泡 冒出则气密性好好。

（原理：气体的热胀冷缩）实验中的应用高锰酸钾取氧气：2KMnO 4 △K 2MnO 4 + MnO 2 + O 2↑氯酸钾制取氧气 ： 2KClO 3 MnO2 2KCl + 3O 2 ↑（还有一用途：木炭还原氧化铜：C+想 2CuO 高温 2Cu + CO 2↑）加热时的注意事项：1、铁夹应夹在试管的中上部，大约是距试管口 三分之一 处。

2、药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。

3、试管口要 略向下倾斜，防止冷凝水回流 到热的试管底部炸裂试管。

4、试管内导管应稍露出胶塞即可。

如果太长，不利于气体排出。

5、停止反应时，为了安全应先将导管移出水槽 ，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。

2、固液不加热型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。

如果液面不下降 ，则表明装置气密性良好。

实验中的应用双氧水制取氧气：2H 2O 2 MnO2 2H 2O+ O 2↑制取二氧化碳：CaCO 3+2HCl==CaCl 2+H 2O+CO 2↑检验：二氧化碳通入澄清石灰水：CO 2 +C a (O H )2 ==CaCO 3↓+ H 20 现象：澄清石灰水变浑浊。

1、长颈漏斗作用：便于随时添加药品。

2、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。

3、固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。

4、优点：不需要加热气体收集装置收集装置由气体的性质决定适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。