(完整版)初中化学常见气体制备的装置及方法

初中化学实验室制取气体的原理及装置
一、发生装置的选择依据
二、收集装置的选择依据
发生装置 注意事项及优缺点 适用于固+液不加热型制取气体 注意：导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出。

缺点：不便于添加液体药品 注意：①长颈漏斗下端应插入液面以下，目的是防止气体从长颈漏斗中逸出。

(固体放有孔塑料板上) ②导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出。

优点：①可以随时添加液体药品； ②控制反应速率； ③可以控制反应的随时发生和停止；（当需要反应发生时打开弹簧夹b ，不需要时关闭弹簧夹b ）
发生装置
注意事项及优缺点
适
用于固体+固体加热型制取气体
①试管固定在铁架台上时，要注意试管口略向下倾斜，
防止冷凝水倒流，炸裂试管；②铁夹应夹在试管中上
部（距试管口约1/3处），防止试管因受热不均匀而破
裂。

③加热时要先给试管预热，然后在药品的部位集
中加热，防止试管局部受热而炸裂。

④用排水法收集，
刚开始有气泡的时候不能收集，要等到有大量气泡连
续均匀的冒出时，才开始收集⑤用排水法收集时，收
集完氧气后，应该先把导管移出水槽，再熄灭酒精灯。

否则水槽中的水倒流到试管中，使试管炸裂。

同上，此外①用高锰酸钾制取氧气时，应在试管口放
一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管。

②导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出；③加热
时用酒精灯外焰加热。

适用于固+液不加热型制取气体
注意：①长颈漏斗下端应插入液面以下，目的是防止
气体从长颈漏斗中逸出。

②导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出。

优点：可以随时添加液体药品
注意：①导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排
出。

②分液漏斗与长颈漏斗有区别有一个活塞，分液漏斗下端不需要插到液面以下
优点：①控制反应速率
②可以控制反应的随时发生和停止。

③可以随时添加液体药品 收集装置 气体性质 举例 优缺点 排水集气法 不易溶于水或难溶于水，且不与水反应。

氧气（O 2） 氢气（H 2）、甲烷(CH 4)、一氧化碳(CO)等 收集气体较纯，但含有水蒸气不够干燥 向上排空气法
密度比空气大，不与空气反应 氧气（O 2）、二氧化碳(CO 2)等
纯度不高，但气体较干燥 向下排空气法
密度比空气小，不与空气反应。

氢气（H 2） 初中化学实验室制取气体的原理及装置
收集装置
注意事项
此装置既可用收集密度比空气大气体，也可以收集密度比空气小的气体
①收集密度比空气大的气体时应该长进短出即气体从c 端进去，空气从d 端排出。

②收集密度比空气小的气体时应该短进长出即气体从d 端进去，空气从c 端排出。

此装置可用于测量气体体积也可用于排水收集气体
①用此装置收集气体相当于排水集气法，应该短进长出，即气体从f 端进去，水从e 端排出。

（水始终与导管接触）②用此装置测量气体体积时，气体从f 端进，e 端连接量筒，量筒中水的体积就是气体的体积
初中常见气体的制取
一、氧气的制取 （一）、实验室制取氧气 1.用过氧化氢溶液制取氧气
（1） 药品：过氧化氢溶液、二氧化锰 （2） 反应原理：文字表达式：过氧化氢 水+氧气
符号表达式 ： H 2O 2H 2O+O 2
化学方程式： 2H 2O 2
2 H 2O+ O 2↑
（3） 发生装置：C 或D 或E 或F （固体+液体不加热型）
（4）收集装置：G 排水集气法（因为氧气不易溶于水）或H 向上排空气法（因为氧气密度比空气略大）
2.用氯酸钾制取氧气
（1）药品：氯酸钾、二氧化锰
（3）发生装置：A
3.用高锰酸钾制取氧气 （1）药品：高锰酸钾 （2）反应原理：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
KMnO 4 K 2MnO 4+MnO 2+O 2
2KMnO 4 K 2MnO 4+MnO 2+O 2
↑ (3)发生装置：B
4. 检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃说明该瓶内的气体是氧气
5. 验满方法：用排水法收集时，当集气瓶口有大量气泡冒出时，说明该瓶内的气体已满；用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃说明瓶内气体已满。

7.装置气密性的检查：如下图所示
把导管的一段浸入水中，双手紧握试管外壁，如果导管口有气泡冒出（松
开手后，有少量水进入导管），证明装置不漏气。

（8）实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄 （二）、氧气的工业制法 分离液态的空气（物理变化） 二、二氧化碳的制取 (一)、实验室制取二氧化碳
△ △
加热
MnO 2
MnO 2 二氧化锰 （2）反应原理：氯酸钾
氯化钾+氧气
二氧化锰 加热
1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸
2.反应原理：碳酸钙+盐酸氯化钙+水+二氧化碳
符号表达式：CaCO3+HCl CaCl2+H2O+CO2↑
化学方程式：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
3.发生装置： C或D或E或F （固体+液体不加热型）
4.收集装置： H向上排空气法（因为二氧化碳密度比空气大）
5.检验方法：把产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，若石灰水变浑浊，则证明生成的
气体是CO
2。

化学方程式：CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
6.验满方法：用一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条立即熄灭，则证明瓶内已充满CO
2
，
否则说明CO
2
没有收集满。

7.注意事项：①不选用碳酸钠制取二氧化碳的原因：与酸反应速度过快，难以控制
②不选用稀硫酸制取二氧化碳的原因：生成微溶性固体硫酸钙，它覆盖在大理石或石灰石表面，使酸与大理石或石灰石脱离接触，导致反应太缓慢。

③不选用浓盐酸制取二氧化碳的原因：浓盐酸具有挥发性，导致收集到的二氧化碳不纯。

④在实验前要检验装置的气密性
8.二氧化碳的化学性质：①不支持燃也不能燃烧；
②能使石灰水变浑浊CO
2+Ca(OH)
2
CaCO
3
↓+H
2
O；
③能使石蕊溶液变红色CO
2+H
2
O H
2
CO
3
（与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性）；加热溶液后
溶液从红色变回紫色H
2CO
3
H
2
O+CO
2
↑（碳酸不稳定受热易分解）；加入活性炭后溶液变无
色（活性炭具有吸附性）。

④二氧化碳通过灼热的炭层会转化成一氧化碳。

CO
2
+C2CO
9.用途: 灭火; 干冰(固体二氧化碳) 致冷剂.人工降雨
10.除去二氧化碳中含有的少量一氧化碳，实验方法为：混合气体通过灼热的氧化铜。

除去一氧化碳中含有的少量二氧化碳，实验方法为：混合气体通过足量的澄清石灰水。

（二）、二氧化碳的工业制法
高温煅烧石灰石：碳酸钙氧化钙+二氧化碳
CaCO3CaO+CO2↑
CaCO3CaO+CO2↑
三、氢气的实验室制法
1.药品、锌粒、稀硫酸
2.反应原理：锌+稀硫酸硫酸锌+氢气
Zn+H2SO4ZnSO4+H2
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
3.发生装置：C或D或E或F（固体+液体不加热型）
4.收集装置：I向下排空气法（因为氢气的密度比空气小）或G排水集气法（因为氢气难溶于水）
5. 验满方法：用向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住管口，管口向下移近火焰，若发出尖锐爆鸣声表示不纯，若发出轻微的“噗”声，表明已纯。

6.注意事项：①不能用镁：反应速度太快；②不能用铁：反应速度太慢；不能用铜，因为不反应
③实验前检查装置的气密性。

④点燃前应先检验氢气的纯度。

用氢气还原金属氧化物的装置及步骤
以用氢气还原氧化铜为例
一、实验装置图
高温△
二、实验步骤
通、点、停、通
1.通氢气排尽玻璃管内的空气（防止氢气混有空气受热发生爆炸）
2.点燃酒精灯加热氧化铜
3.当黑色粉末全变成红色后停止加热（即熄灭酒精灯）
4.继续通氢气至试管冷却。

（防止还原得到的铜又被氧化）
注：氧化铜为黑色粉末状固体
初中常用知识点
1.具有还原性的物质：氢气（H2）、一氧化碳（CO）、碳（C）,氢气、一氧化碳为气体，碳
是黑色固体。

2.产物水的检验：①在火焰上方罩一个干燥而冷的烧杯，如果烧杯壁上有水珠出现，则证
明燃烧产物中有水。

②将产物通过无水硫酸铜（无水CuSO4）粉末，若果无水硫酸铜粉末变蓝，则证明产物中有水。

注：无水硫酸铜粉末为白色粉末，遇到水变为蓝色
3.火焰的颜色：
①淡蓝色火焰：氢气（H
2
）、硫（S）在空气中燃烧发出淡蓝色火焰
②蓝色火焰：一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)在空气中燃烧发出蓝色火焰
③蓝紫色火焰：硫(S)在纯净的氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。

4.污染空气的气体：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)
5.导致酸雨的气体：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)
6.气体特征
①有刺激性气味的气体：氯化氢(HCl)、二氧化硫(SO2)、氨气(NH3)
②有颜色的气体：氯气(Cl2)是黄绿色、二氧化氮(NO2)是红棕色
③无色无味的气体：氧气（O2）、氢气(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)
初中上学期主要实验
1.空气中氧气的含量测定实验。

现象：红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹
后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。

结论：通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。

这个实
验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。

通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有：（1）红磷的量不足；（2）瓶内氧气没有耗尽；（3）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。

2.电解水
2H2O 2H 2↑+O2↑（正极产生氧气，负极产生氢气）
现象：两电极产生气泡，B试管中气体是氧气，A试管中气体是氢气
V正极：V负极=1：2
水的组成:水是由氢元素和氧元素组成的。

3.用木炭还原氧化铜的实验如图．（1）酒精灯加灯罩的目的为了提高
温度
（2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是
试管①中的空气受热膨胀进入试管②中产生气泡
（3）继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红
色物质．请你写出化学方程式：CO2+Ca（OH2═CaCO3↓+H2O
2CuO+C2Cu+CO2↑
（4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，并用弹簧夹夹
紧橡皮管，待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出．这样操作的原因是防止灼热的铜被氧化
4.燃烧条件的探究p课本124页至125页
5.过滤p课本55页
高温
通电。