常见气体制备原理及装置选择

【常见气体制备原理及装置选择】

【氧气】

制取原理：含氧化合物自身分解

制取方程式：2KClO3=2KCl+3O2↑

装置：略微向下倾斜的大试管，加热

检验：带火星木条，复燃

收集：排水法或向上排气法

【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+H2SO4═ZnSO4+H2↑

装置：启普发生器

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

【氯气】

制取原理：强氧化剂氧化含氧化合物

制取方程式：MnO2+4HCl（浓）═MnCl2+Cl2↑+2H2O

装置：分液漏斗，圆底烧瓶，加热

检验：能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色；

除杂：先通入饱和食盐水（除HCl），再通入浓H2SO4（除水蒸气）

收集：排饱和食盐水法或向上排气法

尾气回收：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O

【硫化氢】

制取原理：强酸与强碱的复分解反应

制取方程式：FeS+2HCl═FeCl2+H2S↑

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CaCl2（或P2O5）（除水蒸气）收集：向上排气法

尾气回收：H2S+2NaOH═Na2S+H2O或H2S+NaOH═NaHS+H2O

【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）

收集：向上排气法

尾气回收：SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O

【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

【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+2NH4Cl═CaCl2+NH3↑+2H2O

装置：略微向下倾斜的大试管，加热

检验：湿润的红色石蕊试纸，变蓝

除杂：通入碱石灰（除水蒸气）

收集：向下排气法

【氯化氢】

制取原理：高沸点酸与金属氯化物的复分解

制取方程式：NaCl+H2SO4═Na2SO4+2HCl↑

装置：分液漏斗，圆底烧瓶，加热

检验：通入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶

除杂：通入浓硫酸（除水蒸气）

收集：向上排气法

【二氧化氮】

制取原理：不活泼金属与浓硝酸的氧化-还原；

制取方程式：Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

装置：分液漏斗，圆底烧瓶（或用大试管，锥形瓶）

检验：红棕色气体，通入AgNO3溶液颜色变浅，但无沉淀生成

收集：向上排气法

尾气处理：3NO2+H2O═2HNO3+NO

NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O

【一氧化氮】

制取原理：不活泼金属与稀硝酸的氧化-还原；

制取方程式：Cu+8HNO3（稀）═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

装置：分液漏斗，圆底烧瓶（或用大试管，锥形瓶）

检验：无色气体，暴露于空气中立即变红棕色

收集：排水法

【一氧化碳】

制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用在蒸馏烧瓶里加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸

制取方程式：HCOOH═CO↑+H₂O

装置：分液漏斗，圆底烧瓶

检验：燃烧，蓝色火焰，无水珠，产生气体能使澄清石灰水变浑浊

除杂：通入浓硫酸（除水蒸气）

收集：排水法

【甲烷】

制取方程式：CH3COONa+NaOH═CH4↑+Na2CO3

装置：略微向下倾斜的大试管，加热

收集：排水法或向下排空气法

【乙烯】

制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用

制取方程式：CH3CH2OH═C2H4↑+H2O

装置：分液漏斗，圆底烧瓶，加热

除杂：通入NaOH溶液（除SO2，CO2），通入浓硫酸（除水蒸气）

收集：排水法

【乙炔】

制取原理：电石强烈吸水作用

制取方程式：CaC2+2H2O═Ca（OH）2+CH≡CH↑

装置：分液漏斗，圆底烧瓶（或用大试管，锥形瓶）

检验：无色气体，能燃烧，产生明亮的火焰，并冒出浓的黑烟

除杂：通入硫酸铜溶液（除H2S，PH3），通入浓硫酸（除水蒸气）

收集：排水法或向下排气法．

【例题】实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）．仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是（）

A．A B．B C．C D．D

【解析】A、氨气的密度比空气密度小，应该采用向下排空气法收集，装置c中的导管应该改为短进长出，故A错误；

B、浓硫酸可以与亚硫酸反应，生成二氧化硫，SO2气体的密度比空气大，能使用向上排空气法，SO2气体能与氢氧化钠迅速反应，所以吸收装置中要防倒吸，图示收集装置和完全吸收装置都合理，故B正确；

C、铜与稀硝酸反应生成产物为一氧化氮，无法达到二氧化氮，一氧化氮、二氧化氮的尾气吸收不能使用水，故C错误；

D、乙炔的密度比空气密度小，收集方法应该为向下排空气法或排水法，图示收集方法错误，故D错误；

故选B．