实验室制取气体专题

实验室制取气体专题

一． 三种气体的制备

1. 氧气（O 2） 2KMnO 4 2MnO 4 + MnO 2 + O 2↑ 2KClO 3 MnO 2

△ 2KCl+3O 2↑

2H 2O 2 2H 2O + O 2↑

2. 二氧化碳（CO 2）

CaCO 3+2HCl==CaCl 2+H 2O+CO 2↑（不能用HCl 与Na 2CO 3反应的原因：Na 2CO 3易

溶于水，与盐酸反应速率快，不利于收集）

3. 氢气（H 2）

Zn ＋H 2SO 4 === ZnSO 4＋H 2↑（不用Al 反应速率快，而Fe 反应慢）

二．根据反应物的状态和反应条件分为两种类型

1. 固 + 固 △

气体 发生装置(图1)： 制取氧气： 2KMnO 4 K 2MnO 4 + MnO 2 + O 2↑

2KClO 3 MnO 2

△ 2KCl+3O 2↑

2. 固 + 液气体 发生装置(图2)：)

①制取氧气： 反应原理：2H 2O 2 2H 2O + O 2↑

②制取二氧化碳：反应原理： CaCO 3+2HCl==CaCl 2+H 2O+CO 2↑

③制取氢气： 反应原理：Zn ＋H 2SO 4 === ZnSO 4＋H 2↑

三．实验装置的组成（四个部分）

1.发生装置

A. 固 + 固 △

气体（图1）

注意事项①试管口略向下倾斜，防止水倒流，致使试管炸裂。②铁夹夹在离试管口1/3处。 ③试管内导管刚露出橡皮塞即可，便于导出气体。

④高锰酸钾制氧气时试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒随气流进入导管。 ⑤酒精灯加热要用外焰加热

B. 固 + 液

气体(图2) 还可以用 注意事项

2.洗气装置

（除杂和干燥） 1. 气体的净化（除杂）一定先净化后干燥（？）,对于实验室制备氧气时可能含有的杂质只MnO 2

△

△ ①分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该伸入液面以

下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；

② 导管只需略微伸入试管塞

③ 装药品时，先装固体后装液体

④该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体

有水，而制备CO2和H2时除了又水还有HCl气体。在制备CO2和H2一定要先出去HCl再干燥。H2（HCl）用NaOH溶液CO2（HCl）用NaHCO3溶液

2. 气体的干燥（除去水）

干燥剂有：浓硫酸（酸性）、碱石灰（碱性）

酸性干燥剂：不能干燥碱性气体如氨气；

碱性干燥剂；不能干燥酸性气体如二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫、氯化氢等

注意：证明时，一定要先证明水再证明其它物质，证明水一定要用无水硫酸铜；除去水时，先除去杂质，再除去水。证明二氧化碳一定要用澄清石灰水。(例2)

3.收集装置

常用气体的收集方法：（一般有毒排水、无毒排空）

A：排水法适用于难或不溶于水且与水不反应的气体，导管稍稍伸进瓶内。

（CO、N2、NO只能用排水法）

B：向上排空气法适用于密度比空气大的气体（CO2、HCl只能用向上排空气法）

C：向下排空气法适用于密度比空气小的气体。如H2排气法：导管应伸入瓶底

4.尾气处理装置

有毒的气体不能直接排放到空气中（CO）

四．操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。

①连接装置：先下后上，从左到右的顺序。

②检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有

气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。

③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）

④固定装置：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部

⑤加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

⑥收集气体：

a、若用排水集气法收集气体，气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气水排完后，应

用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)（防止气体逸出）

b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）

用排水法收集时，导管放在集气瓶口

⑦先将导管移出水面⑧再停止加热

五．气体的验满

六．氧化铜（CuO）的还原实验

H2、CO、C还原CuO实验的比较

H2还原CuO CO还原CuO C还原CuO

化学方程式H

2+CuO △

Cu + H2O CO+CuO

△

Cu +CO2 C +2 CuO

△

2Cu +CO2↑

装置图

装置特点①试管口略向___倾斜；②

通H2的导管伸至试管底

部于CuO 上方

因CO有____,增加对尾气处理

装置，防止CO污染空气

①试管口略向下倾斜；②反应需高

温；

操作步骤

反应前需检验气体纯度。还原过程分四步：一通，二点，三撤，

四停①检查气密性；②装药品固定试管；

③点燃；④移导管，熄灭酒精灯。

实验现象①黑色CuO 变成

___色；②试管口有

___生成

①黑色CuO 变成___色；②生成的气体

使澄清石灰水变浑浊

①黑色固体逐渐减少；②有光亮红色

固体生成；③生成的气体使澄清石灰

水变浑浊

对于用氢气和一氧化碳还原氧化铜时要先同一会气体再加热（？）

七．探究性试验1.提出假设问题2.证明假设（试验操作）3.得出结论（试验现象）4.讨论

例1.某化学兴趣小组利用锌和浓盐酸以及下图所示装置来制取干燥、纯净的氢气，并验证气体中的杂质。

(1)实验中看到B中无水硫酸铜变蓝色，这说明产生的气体中含有杂质(填化学式)，除此以外，还可能含有的杂质气体是(填名称)。为了检验该杂质，可将E 装置连接到上述装置中(填序号)之间，气体从(填a或b)进入装置E，E 中所放试剂为，观察到的现象是。

(2)C装置的作用是；

(3)此实验收集氢气的下列方法中，你认为最合理的是。(填选项编号)

①向上排空气法②用干瘪气球收集③排水

例2.甲酸(HCOOH)通常是一种无色易挥发的液体，它在浓硫酸作用下易分解，反应方程式为：浓硫酸CO↑+H2O ，某课外活动小组的同学欲用该反应来制取CO，并还原红棕色的氧化铁粉末。现有下列仪器或装置供选择：