高中化学实验专题_制取气体

中学化学气体制取原理及其装置图选取

1、常见气体的制取步骤

（1）气体制取装置：气体发生装置-净化装置-干燥装置-或收集装置-吸收装置

（2）气体性质验证装置：气体发生装置-净化装置-（干燥装置）-性质验证装置-吸收装置2、气体发生装置

制备方法装置图适用气体注意事项

固体+固体，加热氧气，氮气，

氨等

1. 试管口略向下倾斜，以免

管口冷凝水倒流到灼烧处而

使试管炸裂。

2. 检查装置的气密性。

固体+液体，不加热块状不

溶于水

的固体

氢气，二氧化

碳，硫化氢等

1.在用简易装置时，如用长颈

漏斗，漏斗颈的下端应伸入液

面以下，否则起不到液封的作

用；

2. 溶于水的固体或液体与液

体的混合物反应制备气体不

能用启普发生器。

溶于水

的固体

或液体

固体(液体)+液体，加热一氧化碳，二

氧化硫，氯

气，氯化氢等

1. 只有液体时用沸石。

2. 必要时可用三通玻璃管将

蒸馏烧瓶支管与分液漏斗上

口相通，以防止蒸馏烧瓶气体

压力太大。

气体制备反应原理溶解性特性

H2Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑难溶可燃性、还原性

O22KMnO4(s)K2MnO4+MnO2+O2↑

2H2O22H2O+O2↑

难溶氧化性、供呼吸

N2NH4Cl(s)+NaNO2(s)NaCl+N2↑+2H2O 难溶稳定、不活泼

Cl2MnO2(s)+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl(浓)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

可溶黄绿色、氧化性、有毒HCl 2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑

或在浓盐酸中滴入浓硫酸

极易溶酸性、刺激性

气体

制备反应原理

溶解性特性

H2S FeS(s)+2HCl==H2S↑+FeCl2可溶臭鸡蛋味、还原性、剧毒

NH32NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)CaCl2+2NH3↑+2H2O

或在碱石灰中滴入浓氨水

极易溶易液化、弱碱性、刺激性

CH4CH3COONa(s)+NaOH(s)Na2CO3+CH4↑难溶可燃

C2H4CH3CH2OHC2H4↑+H2O 难溶略有甜香气味

C2H2CaC2(s)+2H2O→C2H2↑+Ca(OH2) 微溶可燃、加成

CO HCOOH H2O+CO↑难溶剧毒、可燃、还原

CO2CaCO3(s)+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O 可溶弱酸性、不支持燃烧

SO2Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

易溶漂白性、有毒、刺激性

NO 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 难溶剧毒、易被氧化

NO2Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 易溶有毒、氧化性、红棕色、刺激性3、冷凝回流装置、冷却装置

用于气体发生装置上部，冷凝回流易挥发的

反应物

用于流程中间，冷凝分离易液化的气体

4、净化装置与干燥装置

洗气瓶

液体除杂剂（不加热）

U形管干燥管

固体除杂剂（不加热）固体除杂剂（加热）

体性质选用浓硫酸、无水氯化钙、碱石灰等吸收水汽。通常可使用洗气瓶、U形管或干燥管等仪器进行净化或干燥。液体(如水、浓硫酸等)一般装在洗气瓶，无水氯化钙和碱石灰等固体装在U形管或干燥管。气体中如还有其他杂质，则应根据具体情况分别用不同的洗涤液或干燥剂进行处理。

（2）净化剂的选择

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来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。（3）常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：

①酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅酸胶体。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、

NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等气体。

②碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如NH3、

H2、O2、CH4等气体。

③中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2、H2、CH4等。

（4）净化与干燥注意事项

一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。

在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。

有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂，不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI、SO3、C2H4等。

能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用CaCl2来干燥NH3（因生成CaCl2·8NH3）。

5、收集装置

收集方法实验装置典型气体适用气体注意事项

排水集气法

H2、O2、NO、

CO、CH4、CH2

＝CH2、

CH≡CH

难溶于水的

气体

1.集气瓶应先装满水，不能有气

泡。

2. 停止收集时，应先拔出导管或

者移走水槽，才能移开灯具。

向下排气法

H2、NH3、CH4

CH≡CH比空气轻的

气体

1. 集气导管应尽量接近集气瓶

底。

2. 在空气中易氧化的或密度与

空气接近的气体不宜用排气法，

如一氧化氮等。

向上排气法

Cl2、HCl、CO2、

SO2、O2、H2S 比空气重的

气体

（2）能溶于水且溶解度不大的气体，可以用排某些饱和溶液的方法收集。如：CO2可用排饱和碳酸氢钠溶液法收集；Cl2可用排饱和食盐水法收集。（H2S呢？）

（3）Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均有毒，最好用下图装置用排气法收集：

a口进气，b口出气，b口应连接尾气处理装置，防止有毒气体排入空气。

（4）用排水法收集满气体后，怎样从水槽中取出集气瓶？

用玻璃片在水面下盖住集气瓶口，将玻璃片与集气瓶一起移出水面，将盖有玻璃片的集气瓶放在桌上（考虑气体密度确定瓶口在上在下）。

6、防倒吸装置

（1）将装置切断：

将有可能产生液体倒吸的系统切断，以防止液体倒吸，如用排水法收集气体，当实验结束时，必须先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。

（2）设置防护装置

①倒立漏斗式：如图甲所示，这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶

性气体被吸收液吸收时，导管压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶，从而防止吸收液的倒吸。

②肚容式：如图乙所示，当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入吸收液被吸收后，导气管压强减少，使吸收液

倒吸进入干燥管，吸收液本身质量大于干燥管外压强差，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯，从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒立漏斗很类似。

③蓄液式：如图丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸收

液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称安全瓶（两管都要高）。

④平衡压强式：如图丁所示，为防止反应体系中压强减少，引起吸收液的倒吸，可以在密闭装置系统中连接一个

能与外界相通的装置，起着自动调节系统外压强差的作用，防止溶液的倒吸。

7、尾气吸收装置

（1）基本原则

对于有毒、有害的气体尾气必须点燃或用适当的溶液加以吸收，使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如