总结氧气、二氧化碳、氢气的实验室制法和工业制法

总结氧气、二氧化碳、氢气的实验室制法和工业制法

【摘要】氧气、二氧化碳、氢气的制取方法包括实验室制法和工业制法，在实验室制法中根据反应条件和反应物状态选择发生装置，根据气体性质选择收集方法。工业制法需要考虑原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影响等。

【关键词】氧气；二氧化碳；氢气；实验室制法；工业制法【Abstract】preparation method of oxygen，carbon dioxide，hydrogen including laboratory preparation and industrial production method，prepared in the laboratory method according to reaction conditions and reactant state selection device，according to the properties of gas collection method. Industrial preparation method needs to consider the raw material is easy，the price is cheap，the cost is low，can be a lot of production as well as the impact on the environment.

【Keywords】oxygen

carbon dioxide

hydrogen

Laboratory preparation method

Industrial production method初中化学中氧气、二氧化碳、氢气三大气体的制取是中考的重难点，氧气供给呼吸、支持燃烧更与我们分不开，二氧化碳是光合作用的原料，可以用来灭火，二氧化碳的固态叫干冰可以用于人工降雨，氧气、二氧化碳与人类生产和生活息息相关，化学考察的都是与我们生活相关的问题，因此三大气体的制取方法非常重要，先将其总结如下：

1氧气的制法

1.1氧气的实验室制法

1.1.1原理及药品

（1）加热分解高锰酸钾

原理：2KMnO4ΔK2MnO4+MnO2+O2↑

药品：高锰酸钾（固体）

反应条件：加热

（2）加热分解氯酸钾和二氧化锰

原理：2KClO3MnO2Δ2KCl+3O2↑

药品：氯酸钾（固体）

二氧化锰（固体）

反应条件：加热，二氧化锰作催化剂

（3）分解过氧化氢和二氧化锰

原理：2H2O2MnO22H2O+O2↑

药品：过氧化氢（液体）

二氧化锰（固体）

反应条件：常温、二氧化锰作催化剂

1.1.2制取装置

（1）发生装置：

①固体+固体加热型

（KMnO4制取O2 ）（KClO3制取O2 ）

②固体+液体不加热型

（2）收集方法：排水法和向上排空气法

一般情况下，氧气具有密度大于空气，所以可以用向上排空气法收集；氧气不易溶于水，所以可以用排水法收集。

（3）制取装置

（KMnO4制取O2 ）

（KClO3和MnO2制取O2 ）

（H2O2和MnO2制取O2 ）

1.1.3验满方法

把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满。

1.1.4检验方法

把带火星的木条放在集气瓶内，若木条复燃，则此气体为氧气。

1.2氧气的工业制法。工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质，进入压缩机压缩，再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过，起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压，当温度降至-170℃左右时，空气开始部分液化进入精馏塔，根据空气中各气体沸点的不同进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高，两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99%以上的纯氧，同时得到氮气和提取稀有气体的原料。

如果需用纯度不高的氧气，可用分子筛吸附法分离空气，制得氧气。特定的分子筛对氮气的吸附能力比氧气的大，当空气通过分子筛床后，流出的气体含氧量较高，经多次吸附可得含氧70～80%的气体。这种方法是常温操作，循环周期短，易于实现自动化。另外，如需要高纯度氧气，可采用电解水法生产，此法成本高，只适于小型生产。从空气中分离出的氧气，一般是加压贮存在天蓝色的钢瓶中，以供工业、医疗或其它方面使用。

2实验室制取气体的装置的确定

实验室里制取气体的装置的确定：

实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。

3二氧化碳的制法

3.1二氧化碳的实验室制法

3.1.1原理和药品

原理：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

药品：大理石或石灰石（固体）

稀盐酸（液体）

反应条件：常温

3.1.2制取装置

根据制取气体装置的确定因素，选择发生装置和收集装置，发生装置为：固+液不加热型，收集方法为：向上排空气法。装置如下图所示：

3.1.3验满方法

将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明已满

3.1.4检验方法

将气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，则证明此气体是二氧化碳。

3.2二氧化碳的工业制取方法

工业上由锻烧石灰石制取得到二氧化碳，发生的化学方程式为：CaCO3高温CaO+CO2↑

4氢气的制法

4.1氢气的实验室制法

4.1.1原理和药品

Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑（或Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑）

药品：锌粒（固体）稀硫酸（液体）

反应条件：常温

4.1.2制取装置

根据制取气体装置的确定因素，选择发生装置和收集装置，发生装置为：固+液不加热型，收集方法为：向下排空气法或排水法。装置如下图所示：

（1）排水法收集（2）向下排空气法收集

4.1.3检验方法

气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰的是氢气。

4.1.4验纯方法

用向下排空气法或排水法收集一试管氢气，集满氢气的试管用拇指堵住管口，管口朝下，立即移近酒精灯火焰，点燃试管里的氢气。点火后，根据声音判