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考点23 常见气体的实验室制法

1．常见气体制备的反应原理

气体名称 2KClO3氧气 2KMnO4氨气 氢气 硫化氢 二氧化碳 二氧化硫 二氧化氮 乙炔 氯气 K2MnO4+MnO2+O2↑ CaCl2+2NH3↑+2H2O ZnSO4+H2↑ FeSO4+H2S↑ CaCl2+H2O+CO2↑ Na2SO4+H2O+SO2↑ 向下排空气法 排水法、向下排空气法 向上排空气法 向上排空气法 向上排空气法 向上排空气法 排水法 向上排空气法 反应原理 2KCl+3O2↑ 排水法、向上排空气法 收集方法 2NH4Cl+Ca(OH)2Zn+H2SO4FeS+H2SO4CaCO3+2HClNa2SO3+H2SO4(浓)Cu+4HNO3(浓)CaC2+2H2OMnO2+4HCl(浓)NaCl+H2SO4(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑ Ca(OH)2+↑ MnCl2+2H2O+Cl2↑ NaHSO4+HCl↑ 氯化氢 2NaCl+H2SO4(浓)一氧化氮 乙烯 2．实验室制取气体的装置

实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。

装置类型 装置图 适用气体 ①试管要干燥； 固?固加热型 O2、NH3等 3Cu+8HNO3(稀)C2H5OHNa2SO4+2HCl↑ 向上排空气法 3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑ ↑+H2O 排水法 排水法 注意事项 ②试管口略低于试管底； ③加热时先均匀加热再固定加强热 最新修正版

①加热烧瓶时要垫石棉网； 固?液加热型 或液?液加热型 瓷片 Cl2、HCl等 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加沸石或碎①使用长颈漏斗时，漏斗下端管口要插入液面以下； H2、CO2、 固?液不加热型 或液?液不加热型 NO2等 ③使用分液漏斗既可增强装置的气密性，又可控制加入液体的速度 SO2、NO、 反应，反应不需要加热且气体不溶于水； ②启普发生器只适用于块状固体与液体的气体制备口诀

气体制备首至尾，操作步骤各有位，发生装置位于头，洗涤装置紧随后， 除杂装置分干湿，干燥装置把水留；集气要分气和水，性质实验分先后， 有毒气体必除尽，吸气试剂选对头；有时装置少几个，基本顺序不可丢，

偶尔出现小变化，相对位置仔细求。

3．常见气体的除杂与干燥

（1）气体的除杂

气体的除杂一般是指除去水蒸气以外的杂质。关于气体的除杂应掌握以下两点：

①除杂原则。a.不损失主体气体，即被净化的气体不能与除杂试剂发生化学反应；b.不引入新的杂质气体；c.在密闭装置内进行；d.常先除去易除的气体。

②选择除杂试剂的依据。利用主体气体和杂质气体性质的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性等。液体除杂试剂用洗气瓶，固体除杂试剂用干燥管。

（2）常见气体的净化

气体 O2 H2 CO2 所含杂质 Cl2 H2S HCl 净化剂 氢氧化钠溶液 硫酸铜溶液 饱和碳酸氢钠溶液 净化装置 最新修正版

CO2 Cl2 SO2 CH4 SO2 HCl HCl 乙烯 饱和碳酸氢钠溶液 饱和食盐水 饱和亚硫酸氢钠溶液 溴水学@科网 洗气瓶 CO CO2或H2O 碱石灰 干燥管 N2 O2 灼热的铜网 CO2 CO 灼热的氧化铜 硬质玻璃管 （3）气体的干燥

气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；气体干燥的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等。

（4）常用的气体干燥剂

碱性干燥剂 类型 酸性干燥剂 (固体) 浓硫酸(具有强氧化常用试剂 性)、P2O5(固体) （5）气体干燥与除杂的顺序问题

一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则先除杂后干燥；若采用加热法除去杂质，则先干燥后除杂。 4．气体的收集方法

确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。 （1）常见的收集方法

碱石灰、CaO 无水CaCl2 中性干燥剂(固体) 最新修正版

收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集的气体不与水反收集原理 应或难溶于水 与空气不反应且密度比空气的大 与空气不反应且密度比空气的小 收集装置 H2、O2、 适用的气体 NO、CH4 （2）创新的收集装置

Cl2、CO2、NO2、SO2 H2、NH3

气体的收集分析思路

1．易溶于水或与水反应的气体，如NH3、HCl、NO2等，只能用排空气法收集。

2．常温下与O2反应的气体(如NO)、密度跟空气相近的气体(如N2、CO、C2H4、C2H6等)，都不能用排空气法收集。

3．能溶于水但溶解度不大的气体，可以用排某些饱和溶液的方法收集，如：CO2——排饱和NaHCO3

溶液；SO2——排饱和NaHSO3溶液；H2S——排饱和NaHS溶液；Cl2——排饱和NaCl溶液。

4．注意集气装置中两根导气管的长短，应根据气体的密度来分析其进气和出气端。 5．气体体积的测量

对难溶于水且不与水反应的气体，往往通过测量其排出水的体积来确定气体的体积(NH3常用排CCl4的方法来测体积)。读数时，要使两边的液面保持水平，以消除水位差造成的误差。常用装置如图所示：