实验室制取气体的思路： 1知识要点详解在初中化学中，主要应掌握 O2、H2、CO2的实验室制法。可以从制备所需仪器、药品、反应原理、收集方法、实验装置、验满、验纯及操作要点等方面进行比较。通过比较，能够总结和归纳实验室制取气体的思路。即：研究反应原理一根据所选药品的状态和反应条件，选择适当的仪器组成相应的实验装置一根据实验装置的特点，设计合理的实验操作步骤，预测可能的注意事项一根据所制取气体的性质，选择相应的收集、检验、验满及验纯的方法。实验室制取气体及验证其性质的实验，属于基本操作的简单综合实验。通过对比发生装置和收集装置，总结气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果。 2设计装置的依据制取气体的装置分两部分：气体发生装置和气体收集装置。发生装置的选取根据反应条件和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定的。确定收集装置的原则气体的收集方法是由该气体的性质，如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。 气体发生装置：“固+固”的反应，简称“固体加热型”，装置如图 A 所示，如用 KMnO4或KClO3和 MnO2制 O2。 “固+液”的反应，简称“固液常温型”，装置如图 B、C、D、E。如用 H2O2和 MnO2制 O2、用锌粒与稀 H2SO4制 H2或用 CaCO3与稀盐酸制 CO2。同 B 装置相比，D 装置具有便于添加液体药品，制取的气体量较多的优点；C 装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止；E 装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。 “固+液”的反应的发生装置的其他改进：为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。当打开弹簧夹时，溶液进入反应器内开始反应；当关闭弹簧夹时，气路不通，反应产生的气体将溶液压出反应器外，液体与同体分离，反应停止。气体收集装置： 收集装置选择条件难溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体。如：H2、 不与空气发生反应，密度比空气密度大的气体。如：不与空气发生反应，密度比空气密度小的气体。如：O2、CH4等O2、 CO2等H2、CH4等说明使用排水法收集的气体较纯净，但缺点是会使收集的气体中禽有水蒸气。当导管口有连续均匀的气泡冒出时才开始收集，当有大量气泡从集气瓶口冒出时，表明气体已收集满。 用向上排空气法收集气体，应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底，同时应在瓶口盖上玻璃片，以便尽可能地排尽空气，提高所收集气体的纯度。使用排空气法收集的气体比较十燥，但纯度较低，需要验满(可燃性气体则要注意安全，点燃之前一定要验纯，否则有爆炸危险) 药品的选取和实验方案的设计： (1)可行性：所选取的药品能制得要制取的气体； (2)药品廉价易得； (3)适宜的条件：要求反应条件易达到，便于控制；(4)反应速率适中：反应速率不能太快或太慢，以便于收集或进行实验；(5)气体尽量纯净；(6)注意安全性：操作简便易行，注意防止污染。例如：实验室制取 H2时选用锌粒，而不用镁条、铁片，原因是镁价格贵且反应速率太快而铁反应速率又太慢；酸选用稀硫酸，而不宜用稀盐酸、浓硫酸，因为用稀盐酸制得的H2，因混有 HCl 而不纯，而锌与浓硫酸反应不生成 H2.制 CO2时可选用用石灰石(或大理石)与稀盐酸，而不选用 Na2CO3浓盐酸、稀硫酸，原因是 Na2CO3，反应速率太快，浓盐酸易挥发出 HCl 气体，稀硫酸反应不能进行到底，也不能煅烧石灰石，因为条件不易达到，不呵操作；用 KClO3、过氧化氢制 O2时，要加少量的 MnO2，作催化剂，以加快反应的速率 实验室制取气体的实验操作程序：实验室制取气体存选择好药品、仪器后操作的一般程序：(1)组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行； (2)检查装置气密；(3)装药品：若是固体跟液体反应，一般是是先装入固体再加入液体；(4)准备收集装置：若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；(5)制取气体； (6)收集气体并验满；(7)拆洗仪器。 注意：给同体加热时试管口要略向下倾斜； 用加热 KMnO4或 KClO3(MnO2作催化剂)的方法制取 O2，若用排水法收集，实验完毕时应先把导管移出水槽再移走酒精灯； 固体跟液体反应制取气体时，要注意长颈漏斗末端要插入液面以下进行液封，以防漏气。装置的选取与连接：实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为： 气体净化的几种方法： (1)吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如除去 CO 中混有的少量 CO2，可先用浓NaOH 溶液吸收 CO2，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常用吸收剂如下表： 吸收剂吸收的气体杂质吸收剂吸收的气体杂质水可溶性的气体：HCl，NH3NaOHCO2，HCl，H2O无水 CuSO4H2O碱石灰CO2,HCl ,H2O灼热的铜网O2NaOHCO2,HCl灼热的 CuOH2，CO浓硫酸H2O (2)转化法：通过化学反血，将杂质气体转化为所要得到的气体：如除去 CO2中的CO，可将混合气体通过足量的灼热 CuO+COCu+CO2气体的干燥：气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂的状念决定(1)常见的干燥剂 干燥剂名称或化学式酸碱性状态可干燥的气体不可干燥的气体浓 H2SO4酸性液体H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CONH3固体 NaOH、生石灰，碱石灰（氢氧化钠和生石灰的混合物）碱性固态H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等CO2、SO2、HCl无水 CaCl2中性固态除 NH3外的所有气体NH3 (2)干燥装置的选择除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是 “长进短出”，如下图 A。 除杂试剂为同体时，常选用干燥管(球形或 u 形)，气体一般是“大进小出”，如下图B、C。 需要通过加热与固体试剂发生化学反应除去的气体，常采用硬质玻璃管和酒精灯，如下图 D。装置连接顺序的确定规律： (1)除杂和干燥的先后顺序 若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。原因：从溶液中出来的气体通常混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去 CO 中混有的 CO2和水蒸气，应将气体先通过。NaOH 溶液，再通过浓 H2SO4。 若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。如除去 CO2中混有的 CO 和水蒸气，应将气体先通过浓 H2SO4，再通过灼热的 CuO。 (2)除去多种杂质气体的顺序一般是先除去酸性较强的气体。如 N2 中混有 HCl、H2O(气)、O2时，应先除去 HCl，再除去水，最后除去 O2(用灼热的铜网)。 (3)检验多种气体的先后顺序(一般先验水蒸气)：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有 CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4。检验水蒸气，再通过澄清的石灰水检验 CO2.确定气体收集方法的技巧：（1）排水集气法适用于“不溶于水且小与水反应的气体”，如下图 A。 （2）向上排空气法适用于“密度比空气大且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量大于 29 的气体)，如下图 B。 （3）向下排空气法适用于“密度比空气小且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量小于 29 的气体)，如下图 C。（4）不能用排空气法收集的气体 气体的密度与空气的密度相近时不能用排空气法收集 当气体与空气中某一成分反应时不能用排空气法收集（5）有毒气体收集方法的确定 有毒，但气体难溶于水时，一般采用排水法收集。如下图 D有毒，但气体叉易溶于水时，则采用带双孔胶塞(一长一短的导气管)的集气瓶利用排空气法收集该气体，但必须接尾气处理装置，以免多余的有毒气体逸散到空气中污染空气，如收集氨气可用图 E。气体制取实验中关于仪器或装置选择题目的解题技巧：(1)需要研究气体实验室制法的化学反应原理； (2)需要研究制取这种气体所应采用的实验装置； (3)需要研究如何证明制得的气体就是要制取的气体。根据给出的仪器或装置进行选取时，应明确制取气体的发生装置主要是两套(同体加热型和固液常温型)，依据反应物的状态和反应条件来确定选用哪套发生装置；气体的收集装置主要就是三套(向上排空气法、向下排空气法和排水法)，依据气体的性质来确定选用什么样的收集装置。选择仪器时要注意先对实验原理进行判断，然后再根据原理确定装置所需要的仪器。 实验室制取气体的思路图: 实验室制取气体的思路： 1知识要点详解在初中化学中，主要应掌握 O2、H2、CO2的实验室制法。可以从制备所需仪器、药品、反应原理、收集方法、实验装置、验满、验纯及操作要点等方面进行比较。通过比较，能够总结和归纳实验室制取气体的思路。即：研究反应原理一根据所选药品的状态和反应条件，选择适当的仪器组成相应的实验装置一根据实验装置的特点，设计合理的实验操作步骤，预测可能的注意事项一根据所制取气体的性质，选择相应的收集、检验、验满及验纯的方法。实验室制取气体及验证其性质的实验，属于基本操作的简单综合实验。通过对比发生装置和收集装置，总结气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果。 2设计装置的依据制取气体的装置分两部分：气体发生装置和气体收集装置。发生装置的选取根据反应条件和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定的。确定收集装置的原则气体的收集方法是由该气体的性质，如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。 气体发生装置：“固+固”的反应，简称“固体加热型”，装置如图 A 所示，如用 KMnO4或KClO3和 MnO2制 O2。 “固+液”的反应，简称“固液常温型”，装置如图 B、C、D、E。如用 H2O2和 MnO2制 O2、用锌粒与稀 H2SO4制 H2或用 CaCO3与稀盐酸制 CO2。同 B 装置相比，D 装置具有便于添加液体药品，制取的气体量较多的优点；C 装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止；E 装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。 “固+液”的反应的发生装置的其他改进：为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。当打开弹簧夹时，溶液进入反应器内开始反应；当关闭弹簧夹时，气路不通，反应产生的气体将溶液压出反应器外，液体与同体分离，反应停止。气体收集装置： 收集装置选择条件难溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体。如：H2、 O2、CH4等不与空气发生反应，密度比空气密度大的气体。如：O2、 CO2等不与空气发生反应，密度比空气密度小的气体。如：H2、CH4等说明使用排水法收集的气体较纯净，但缺点是会使收集的气体中禽有水蒸气。当导管口有连续均匀的气泡冒出时才开始收集，当有大量气泡从集气瓶口冒出时，表明气体已收集满。 用向上排空气法收集气体，应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底，同时应在瓶口盖上玻璃片，以便尽可能地排尽空气，提高所收集气体的纯度。使用排空气法收集的气体比较十燥，但纯度较低，需要验满(可燃性气体则要注意安全，点燃之前一定要验纯，否则有爆炸危险) 药品的选取和实验方案的设计： (1)可行性：所选取的药品能制得要制取的气体； (2)药品廉价易得； (3)适宜的条件：要求反应条件易达到，便于控制；(4)反应速率适中：反应速率不能太快或太慢，以便于收集或进行实验；(5)气体尽量纯净；(6)注意安全性：操作简便易行，注意防止污染。例如：实验室制取 H2时选用锌粒，而不用镁条、铁片，原因是镁价格贵且反应速率太快而铁反应速率又太慢；酸选用稀硫酸，而不宜用稀盐酸、浓硫酸，因为用稀盐酸制得的H2，因混有 HCl 而不纯，而锌与浓硫酸反应不生成 H2.制 CO2时可选用用石灰石(或大理石)与稀盐酸，而不选用