初中实验制取气体解析与例题

实验制取气体

一、反应原理的确定（药品的选取）

1.原料是否易得

2.反应条件是否容易达到

3.得到气体是否纯净

4.反应速度是否适中

5.原料是否易得、廉价等

一、三种气体的制备

1. 氧气（O2） △ 2KMnO4 2MnO4 + MnO2 + O2↑

2KClO3MnO △ 2KCl+3O2↑

2H2O2 2H2O + O2↑

2. 二氧化碳（CO2）

CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

（不能用浓盐酸的原因：浓盐酸具有挥发性，收集的气体中有HCl杂质。但可以用饱和

NaCHCO3溶液除去。

不能用HCl与Na2CO3反应的原因：Na2CO3易溶于水，与盐酸反应速率快，不利于收集。 不能用H2SO4与CaCO3反应的原因：CaCO3+H2SO4==CaSO4↓+H2O+CO2。CaSO4沉淀，

覆盖在溶液表面，阻碍反应的进一步进行。）

3. 氢气（H2）

Zn＋H2SO4 === ZnSO4＋H2↑（若使用Al反应速率过快，而Fe反应速率过慢。）

二、根据反应物的状态和反应条件分为两种类型

发生装置

1. 固 + 固 △

气体 发生装置(图1)

△ 制取氧气： 2KMnO K2MnO4 + MnO2 + O2↑

2KClO3MnO △ 2KCl+3O2↑

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酒精灯加热要用外焰加热。

⑤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。

2. 固 + 液气体 发生装置(图2)

①制取氧气：

反应原理：2H

2O2 2O + O2↑

②制取二氧化碳：反应原理： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

③制取氢气： 反应原理：Zn＋H2SO4 === ZnSO4＋H2↑

注意事项：

② ① 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装置②的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

收集装置

1、装满水用于收集气体或测量气体体积，应该短管进气，长管出水。（如图1）

2、装一半左右的液体，也叫洗气瓶，用于干燥、除杂，应该长管进气，短管出气。（如图2）

3、空瓶，一般用于排空气法收集气体，待收集气体密度小于空气应该短进长出，待收集气体密度大于空气应该长进短出。（如图3）

4、排水法：收集难溶于水且不与水反应的气体。向上（下）排空气法：收集密度大（小）于空气的气体。

（排水法收集的气体较排空气法纯净，但不如排空气法干燥）

（图1） （图2） （图3）

检测装置气密性

1．如图1，此装置为最简易的制取气体装置，对于该装置的气密性检查，主要是通过气体受热后体积膨胀，压强增大。

具体方法为：把导管口的下端浸入水中，用双手紧握试管。如果观察到导气管口有气泡冒出，则证明装置不漏气。

注意：若外部气温较高，实验现象不明显，我们可以使用酒精灯对试管底部微微加热，但现象一定要注意撤走酒精灯后，导管中能形成一段水柱，并且一段时间不下降，才能说明气密性好。

2．如图2所示，此装置漏斗与大气相通，无法如上例那样进行检查。要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使锥形瓶不直接通过漏斗与大气相通。要解决这一问题，显而易见的用水（或液体）做液封，从而实现这一目的。

具体方法为：从漏斗加入一定量的水，使漏斗的下端管口浸没在液面以下，夹紧弹簧夹，再加入少量的水，停止加水后，漏斗中与锥形瓶中液面差（即水柱高度）保持不变，说明该装置不漏气。

4．图4为利用双氧水和二氧化锰制取氧气的实验室装置，利用分液漏斗等仪器。这套装置与图2或图3不同，主要的原理与图1一样。

具体方法是：关闭分液漏斗上的活塞，把导气管的一端浸入水中，用双手紧握试管底部。如果观察到导气管口有气泡冒出，而且在松开手后，导管中形成一段水柱，则证明装置气密性好，不会漏气。

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有水，而制备CO2和H2时除了水还有HCl气体。在制备CO2和H2一定要先除去HCl再干燥。 HCl气体用蒸馏水或NaHCO3溶液 H2（HCl）用NaOH溶液 CO2（HCl）用NaHCO3溶液

2. 气体的干燥（除水）

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)

尾气处理装置

有毒的气体不能直接排放到空气中（CO、SO2）

装置（3）可用于防液体倒吸：导管与液面有一点距离，不接触，所以液体不可能回流。相当于当气体接触液体表面溶解。

用水溶解速率不快的气体（如SO2），不可用装置（3），因为溶解慢，气体逸出，可用装置

(1),(2)。最好用（2），接触面积大，溶解更快。

装置（4）可用于处理CO有毒气体与H2废气。

例题

1.现只有稀盐酸、浓硫酸和氢氧化钠溶液。要用图所示装置对O2和CO2的混合气体进行分离和干燥，则： （1）甲中应盛_________，乙中应盛_________。

（2）首先打开活塞a，可分离得到___________，反应的化学方程式___________________。

（3）再关闭活塞a，从丙处加入_________，又可分离得到___________

，反应的化学方程

式为_________________________。

答案：（1）氢氧化钠溶液；浓硫酸

（2）CO；CO2+2NaOH==Na2CO3

（3）稀盐酸；CO2；2HCl+Na2CO3==2NaCl+H2O+CO2↑

2.（贵港）下图是实验室中用于制取和收集气体的装置图。

（1）写出上图中带标号仪器的名称：①__________，②__________。

（2）用高锰酸钾制取氧气，发生装置选择__________（填序号，下同），反应的化学方程式是______________________________，用C装置收集氧气的依据是

______________________________。

（3）实验室制取二氧化碳，应选用的固体药品是__________，收集装置选择__________。

① ②

A B C D E

答案：（1）试管；铁架台（2）A；2KMnO

K2MnO4 + MnO2 + O2↑；氧气难溶于水且不与

水反应 （3）B；E

3、化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。 △

A B C

(1)写出仪器a、b的名称_______；b_______。

(2)写出A图中产生气体的化学方程式____________________________。

(3)B图中，把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，下层蜡烛先灭，说明二氧化碳具有_______、_______和_______性质。这一性质在实际生活中的应用为_______。

(4)C图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是_______。

(5)小明按C图实验时，集气瓶炸裂了，其可能的原因是_______。

(6)小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量答案：（1）长颈漏斗；锥形瓶 （2）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ （3）不可燃；不助燃；密度大于空气；用二氧化碳灭火器灭火 （4）引燃铁丝 （5）燃着的铁丝碰到集气瓶壁 （6）铁丝中含有较高含量的碳，剧烈燃烧，火星四溅

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4、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排水法

答案：（1）H2O；氯化氢；B,C；b；AgNO3溶液；有白色固体生成 （2）吸收HCl气体 （3）②

5、下图为常见的实装置(用途不一)，根据下列要求回答问题，装置可重复使用。提示：H2 +

△ 2O，无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。

(1)将含有水蒸汽的氢气干燥后还原氧化铜，则该气体先要通过装置 B (填序号，下同)。

(2)如果要验证混合气体由H2、CO组成，则需要连接的仪器顺序为 CBEAD 。

(3)如果要验证混合气体由CO、CO2组成，则需要连接的仪器顺序为 DCED 。

(4)如果要验证混合气体由H2、H2O组成，则需要连接的仪器顺序为 ABEA 。

(5)如果要验证混合气体由CO2、CO、H2组成，则需要连接的仪器顺序为 DCBEAD

实验室常用下列装置来制取氧气：

（1） 写出图中有标号仪器的名称：a 酒精灯 、b 铁架台 ；

（2） 用双氧水和二氧化锰来制取氧气时，可选用的发生装置是 B （填序号），其中二氧化锰起 催化 作用。 △