高中常见气体的制备与收集
高中18种常见气体制备原理(只有方程式)
高中18种常见气体制备原理(只有方程式) 高中常见18种气体的制备方法一、氢气实验室制法：锌和稀硫酸反应，生成锌硫酸和氢气。
工业制法：碳和水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气，或者一氧化碳和水蒸气反应，生成二氧化碳和氢气。
二、一氧化碳实验室制法：甲酸和浓硫酸反应，生成一氧化碳和水。
工业制法：碳和水蒸气反应，生成一氧化碳。
三、二氧化碳实验室制法：碳酸钙和稀盐酸反应，生成氯化钙、二氧化碳和水。
工业制法：碳酸钙分解，生成氧化钙和二氧化碳。
四、甲烷实验室制法：乙酸钠和氢氧化钠反应，生成碳酸钠和甲烷。
五、乙烯实验室制法：乙醇和浓硫酸反应，生成乙烯和水。
工业制法：石油裂解或烷基化反应，生成乙烯。
六、乙炔实验室制法：电石和水反应，生成氢氧化钙和乙炔。
七、氮气实验室制法：亚硝酸钠和氯化铵反应，生成氮气、氯化钠和水，或者氧化铜和氨水反应，生成铜和氮气。
工业制法：液化空气再蒸馏，先蒸出氮气。
八、氨气实验室制法：氢氧化钙和氯化铵反应，生成氯化钙、氨气和水，高温高压。
工业制法：氮气和氢气催化反应，生成氨气。
九、一氧化氮实验室制法：铜和稀硝酸反应，生成硝酸铜和一氧化氮。
工业制法：氨气和氧气反应，生成一氧化氮和水，催化剂存在。
十、二氧化氮实验室制法：铜和浓硝酸反应，生成硝酸铜、二氧化氮和水。
工业制法：一氧化氮和氧气反应，生成二氧化氮。
十一、氧气实验室制法：高锰酸钾分解，生成高锰酸钾、氧气和二氧化锰，或者二氧化锰和氯酸钾反应，生成氯化钾、氧气和水。
工业制法：液化空气再蒸馏，蒸出氧气。
十二、SO2的制法在实验室中，可以通过将Na2SO3和浓度不低于70%的H2SO4反应来制得SO2，反应产物为Na2SO4、SO2和H2O。
而在工业上，可以将4FeS2和11O2反应，得到2Fe2O3和8SO2.另外，还有一种点燃硫和氧气反应的方法，可以得到SO2.十三、H2S的制法在实验室中，可以通过将FeS和稀盐酸反应来制得H2S，反应产物为FeCl2和H2S。
常见气体的制备与收集方法
常见气体的制备与收集方法一、氧气的制备与收集方法氧气是一种常见的气体，广泛应用于医疗、化工等领域。
以下是氧气的制备与收集方法：1. 热分解法：将过氧化钾或过氧化钠等过氧化物加热分解，产生氧气。
反应方程式为：2KClO3 → 2KCl + 3O2。
2. 加热氢氧化物：将氢氧化钠或氢氧化钾等氢氧化物加热分解，也可以制备氧气。
反应方程式为：2NaOH → 2Na + H2O + O2。
3. 电解水法：利用电解水可以制备氢气和氧气。
在电解水时，氧气会在阳极生成。
反应方程式为：2H2O → 2H2 + O2。
氧气的收集方法一般使用下面的装置：1. 反向水封法：将一个玻璃瓶倒置于水槽中，通入氧气后，氧气在瓶内积聚，水会被排出。
这种方法可以有效收集氧气。
2. 倒置水缸法：将一个带有导管的水缸倒置于水槽中，氧气通入后，会冲出缸底的水，氧气被收集在缸内。
二、氢气的制备与收集方法氢气是一种重要的工业气体，广泛用于燃料电池、氢气焊接等领域。
以下是氢气的制备与收集方法：1. 金属与酸反应制氢：利用金属与酸反应可以产生氢气。
常用的方法是用锌粉与稀硫酸反应，生成氢气。
反应方程式为：Zn + H2SO4 → Zn SO4 + H2↑。
2. 碱金属与水反应制氢：碱金属如钠、锂与水反应时可以生成氢气。
反应方程式为：2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑。
3. 蒸汽与金属反应制氢：在高温条件下，蒸汽与金属反应可以生成氢气。
反应方程式为：2H2O（蒸汽）+ 2Al → Al2O3 + 3H2↑。
氢气的收集方法一般使用下面的装置：1. 水槽水封法：将一个装有氢气的容器倒置于水槽中，通过水的压力差，将氢气进行收集。
2. 反向水封法：将一个装有氢气的容器倒置于水槽中，通过氢气的浮力，使气体不断向上排出到容器外。
三、二氧化碳的制备与收集方法二氧化碳是一种广泛应用于食品加工、消防等领域的气体。
以下是二氧化碳的制备与收集方法：1. 酸与碱反应制二氧化碳：将碳酸钠与酸反应可以生成二氧化碳。
气体的制备和收集
气体的制备和收集气体是物质存在的三种基本状态之一，与固体和液体相比，气体具有较低的密度和较高的可压缩性。
在各类化学实验和工业过程中，制备和收集气体是非常常见的操作。
本文将探讨气体的制备和收集的一些常见方法和技术。
一、气体的制备方法1. 化学反应法：利用化学反应产生气体是制备气体的常见方法之一。
例如，通过酸与金属的反应可以制备出氢气。
将酸与金属（如锌）反应，生成相应的金属盐和氢气。
化学反应法制备气体的关键是选择合适的反应物和反应条件。
2. 热分解法：有些物质在高温下能够发生热分解反应，生成气体。
例如，氢氧化铜加热至高温时会分解为氧气和氢气。
热分解法是制备气体的另一种常见方法，需要控制好温度和反应条件。
3. 物理法：某些气体可以通过物理手段从混合气体或液体中分离出来。
例如，液化空气可以通过低温冷凝，将其中的氮气和氧气分离出来。
物理法制备气体的关键是选择合适的分离技术和设备。
二、气体的收集方法1. 气液置换法：将气体收集在排水瓶或气囊中是一种常见的收集方法。
将瓶口或气囊的开口浸入液体中，然后通过物理或化学反应产生气体，气体会逐渐排出，占据容器的空间。
当气体完全占据容器时，即可关闭装置，取出气体。
2. 气体位移法：利用气体的轻重差异，将气体从较重的容器移至较轻的容器中。
这种方法常用于收集较轻的气体，如氢气。
首先将氢气制备好，然后通过导管或喇叭口将氢气转移至稍稍倾斜的玻璃瓶中，由于氢气较轻，会上浮至瓶口，然后用瓶塞封住。
3. 吸附法：有些气体可以通过吸附剂吸附收集。
例如，将一定量的活性炭放置在容器中，然后通入气体，气体中的某些成分会被活性炭吸附下来。
吸附法对某些具有吸附性能的气体非常有效。
三、注意事项在气体的制备和收集过程中，有一些注意事项需要遵守：1. 安全性：许多气体具有易燃、毒性或腐蚀性等危险性质，因此在操作过程中必须严格遵守安全操作规程，佩戴个人防护装备，确保实验室的通风良好。
2. 精确测量：为了获得准确的气体产量，需要使用精确的仪器和设备进行测量。
第四章第21讲常见气体的制备、净化和收集2025年高考化学一轮复习
第21讲 常见气体的制备、净化和收集[复习目标] 1.掌握常见气体的制备、净化、收集及尾气处理的方法。
2.能对整套气体制备及性质实验装置进行分析，并能处理相关问题。
考点一 常见气体的制备、净化、收集及尾气处理必备知识夯实1．常见气体的发生装置 (1)固体＋固体――→△气体发生装置如图：制备气体：□1O 2、□2NH 3等 (2)固体(液体)＋液体――→△气体发生装置如图：制备气体：□3Cl 2、CH 2===CH 2(需加温度计)等 (3)固体＋液体(不加热)→气体发生装置如图：制备气体：选择合适的试剂和装置能制取中学化学中常见的气体，如NH 3(□4生石灰、□5浓氨水)、O 2(MnO 2、□6H 2O 2溶液)、Cl 2(KMnO 4、□7浓盐酸)、SO 2(□8Na 2SO 3、较浓硫酸)等2．常见气体的除杂装置4.(1)实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用□1b装置。
(2)制取CO时，尾气的处理可采用□2a、c装置。
(3)实验室制取NH3时，尾气的处理可采用□3d装置。
名师课堂点拨实验室中制取气体时实验装置的设计关键能力提升一、常见气体的制备和收集1．(2023·北京石景山区模拟)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是()【解析】制取NO2可选用Cu和浓硝酸反应，不能选用稀硝酸，A错误；NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，遇冷时NH3和HCl重新化合生成NH4Cl，不能用于制取NH3，B错误；H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2，可用排水法收集O2，C正确；KMnO4和浓盐酸在常温下反应生成Cl2，Cl2的密度大于空气的密度，采用向上排空气法收集，选择装置c，D错误。
【答案】C2．实验室制取下列气体，所选反应试剂、制备装置与收集方法均合理的是()【解析】铜与稀硝酸生成NO且反应不需加热，NO与空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，A错误；乙醇在浓硫酸作用下迅速升高温度到170 ℃，乙醇生成乙烯气体，乙烯难溶于水，可以用排水法收集，B正确；氨的密度小于空气，应该使用向下排空气法收集，C错误；Na2SO3和硫酸反应不需要加热，且SO2能与水反应，不能用排水法收集，D错误。
高中化学常见气体的实验室制备
一：氯气1．实验室方法：MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O（反应条件加热）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法净化方法：用饱和的食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气。
2．工业制法：原理：电解食盐水2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑（反应条件是通电）二：二氧化碳1．实验室方法：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O收集方法：向上排空气法净化方法：用饱和的NaHCO3除去HCl2．工业制法：CaCO3=====CaO+CO2↑（条件为高温）三：氧气实验室方法：KMnO4受热分解：2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑（条件：加热）KClO3和MnO2混合共热：KClO3=2KCl+3O2↑（条件：在MnO2下加热）工业制法：空气液化分离四：氨气实验室方法：Ca（OH）2+2NH4Cl=====2NH3↑+CaCl2+2H2O收集方法：向下排空气法、且容器口塞一团沾有稀H2SO4的棉花团，以防止所收集的气体与空气对流，也可吸收多余的NH3净化方法：用碱石灰吸收NH3中混有的水分工业制法：N2+3H2=====2NH3（条件：高温、高压、催化剂且此反应为可逆反应（上面的必需全部把握且对方程式一定要准确地记住，下面的只需知道）五：氮气实验室方法：NaNO2+NH4Cl==N2↑+2H2O +NaCl工业方法：液态空气分馏法六：二氧化氮实验室方法：Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2H2O↑(条件加热)工业方法：4NH3+ 5O2= 4NO + 6H2O(条件Pt/加热)2NO + O2= 2NO2七：一氧化碳实验室方法：HCOOH===H2O+CO↑(条件加热)工业方法:C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)八：二氧化硫实验室方法：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑九：氢气实验室制法：H2SO4+Zn=====ZnSO4+H2↑2HCl+Zn=====ZnCl2+H2↑收集方法：向下排空气法工业制法：水煤气法 C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)有机中常见气体的制取方法一：乙炔实验室方法：CaC2+2H2O→Ca（OH）2+CH≡CH↑收集方法：排水集气法或向下排空气法净化方法：因电石（CaC2）中含有CaS，与水反应会生成H2S，可用硫酸铜溶液或NaOH溶液将其除去。
常见气体的制取与收集
氯气
总结词
氯气是一种黄绿色气体，具有强烈的刺激性气味和毒性。
详细描述
氯气是卤素元素之一，常温下为黄绿色气体。在实验室中，可以通过加热氯化钠和浓硫酸来制取氯气 。收集氯气的方法包括向上排空气法和排水法。由于氯气的毒性和刺激性气味，收集和使用时需要特 别注意安全和防护措施。
02
制取常见气体的化学反应原理
应用
适用于收集不易溶于水或 难溶于水的气体，如氢气、 氧气等。
步骤
将气体通入装有水的容器 中，通过调节水面的高度 来控制气体的收集量。
排空气法收集气体
原理
利用气体密度与空气密度不同， 通过将气体排出空气来收集气体。
应用
适用于收集密度大于空气的气体， 如二氧化碳、二氧化硫等。
步骤
将气体通入装有吸收剂的容器中， 吸收剂能够吸收空气中的氧气、氮 气等成分，使所需气体得以收集。
收集方法：向下排空气法
氮气：氨气的催化氧化
化学方程式
$2NH_{3} + 3CuO = N_{2} + 3H_{2}O + 3Cu$
反应条件
催化剂、加热
收集方法
排水法或向下排空气法
二氧化碳：石灰石与盐酸反应
化学方程式：$CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2} uparrow$
使用实验服和化学防护手套
穿着实验服并佩戴化学防护手套，以保护皮肤不受化学试剂的伤害。
保持通风
确保实验室通风良好，以防止有毒气体聚集和危害实验人员健康。
实验操作流程规范
实验前准备
在开始实验前，应仔细检查实验器材 和试剂是否齐全、完好，确保实验顺 利进行。
常见气体的制备、净化、收集、尾气处理
密度比密度比 空气大， 空气大空气小， ， 空气小， 向上排向下排 空气法空气法
（2）排水法（难溶于水、也不跟水反应） 排水法（难溶于水、也不跟水反应） 排水法 →
5、尾气处理（有毒气体必须要尾气处理） 、尾气处理（有毒气体必须要尾气处理）
•溶液吸收 溶液吸收 •点燃 点燃 •充袋法 充袋法
极易溶于水的要用防倒吸装置： 极易溶于水的要用防倒吸装置： 如HCl和NH3 和
20．（12分）硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一种重要的食品和饮料添 加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体： ①将5%Na2CO-3溶液加入到盛有一定量废铁悄的烧杯中， 加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤 2~3遍。 ②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在 50~80℃之间至铁屑耗尽； ③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶； ④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2~3次，再用 滤纸将晶体吸干； ⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保 存。 请回答下列问题： （1）实验步骤①的目的是 ，加热的作用是 。 （2）实验步骤①明显不合理，理由是 。 ； 。 （3）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是
（3）固（液）体+液体 →气体 ） 液体 气体 反应容器：试管、 反应容器：试管、烧瓶 加液容器： 加液容器：分液漏斗
△
可制备C 可制备 l2、C 2H4等
2、气体的净化装置 、
通入溶液中除杂（洗气）： 长进短出 通入溶液中除杂（洗气）：
通过固体除杂： 通过固体除杂： 大进小出
怎样把括号内的杂质出去 Cl2（HCl） CO(CO2) ） 饱和NaCl溶液 饱和 溶液
常见气体的实验室制备、净化和收集
常见气体的实验室制备、净化和收集1．气体制备实验的基本思路2．重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体――→△气体 发生装置：制备气体：O 2、NH 3、CH 4等。
(2)固体＋液体或液体＋液体――→△气体 发生装置：制备气体：Cl 2、C 2H 4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置：制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
(1)改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取CO 2气体。
(2)“固体＋液体―→气体”装置的创新(3)“固(液)＋液――→△气体”装置的创新图A 的改进优点是能控制反应液的温度。
图B 的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。
4．气体的除杂方法(1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。
类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置ⅠⅡⅢⅣ常见干燥剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。
5．气体的收集方法收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体O2、H2、NO、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH36.集气装置的创新——排液集气装置装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。
若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
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高中常见气体的制备与收
集
Newly compiled on November 23, 2020
常见气体的制备与收集
应掌握O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO、NO2、H2S、NH3、CH4、C2H4、C2H2等13种气体的实验室制法。
其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、操作要点、净化、干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能1．气体的发生装置
一般根据反应物状态和反应条件设计气体发生装置，通常气体的发生装置有如下几种（见下图）
固态反应物加热产生气体有液体反应物不加热产生气
体
有液体反应物加热产生气体
2．气体的收集方法
根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种
（1）排水集气法
适用于不溶于水或微溶于水且不与水发生反应的气体。
优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。
若有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应，也可通过往水中加入电解质，抑制与水反应。
如用排饱和食盐水的方法可收集浓度较高的Cl2。
（装置见图7—6a）
（2）向上排空气收集法
适用于不跟空气发生反应且密度比空气大的气体（装置见图7—6b）
（3）向下排空气集气法
适用于不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。
（装置如图7—6c）
3．常见气体制备原理，装置选择 气体 反应原理 发生装置 收集装置 注意事项
O 2
A
a 或
b 共同点： ①气密性的检查 ②试管口稍向下
倾斜
③若用排水法，做完实验先撤导管，后撤酒精灯
不同点：
收集氨气仪器要干燥
CH 4
无水CH 3COONa 和碱石灰共热
A a 或c
NH 3
A c [说明] ①制备少量O 2还可以用反应：
，
，选择发生装置（B ）。
②制备少量NH 3可以加热浓氨水 或将浓氨水滴入盛
NaOH 固体的烧瓶中，选择发生装置（B ）。
气体 反应原理
发生装置 收集装
置
注意事项
H 2 较活泼金属（Zn ）与稀强酸（如H 2SO 4，HCl 但勿用HNO 3或浓H 2SO 4）的置换反应 C
a 或c ①用长颈
漏斗时要液封
②制SO 2（Na 2SO 3粉末）、NO 2（剧
烈放热多）、
C 2H 2（CaC 2遇H 2O 粉化）不
能用启普发生器 ③制CO 2不用H 2SO 4（因CaSO 4微
溶） ④制H 2S
不能用硝酸或浓H 2SO 4（防氧化） CO 2 C b
H 2S FeS 与盐酸或稀硫酸进行复分解反应
C b SO 2 无水Na 2SO 3粉末与中等浓度H 2SO 4进行复分
解反应
B b
NO 2 Cu 和浓HNO 3
B b
C 2H 2 电石与水进行反应
B a
Cl2
E或D b或a ①排水法
完毕应先撤导
管后撤火
②反应物
都是液体要加
碎瓷片防爆沸
③制乙烯
要控制温度在
170℃
④集Cl2可
用排饱和食盐
水
HCl
食盐与浓H2SO4（不挥发性酸与挥发性酸的
盐）进行复分解反应
E或D b
NO E或D a
C2H4 F a
4．尾气的处理装置
具有毒性或污染性的尾气必须进行处理，常用处理尾气装置，如图7—7。
一般常用吸收液吸收这些有害气体，a、b、c为溶解度不是很大的尾气处理装置，d 为溶液度大且吸收速率很快的尾气处理装置，难以吸收的尾气如CO，应于末端燃烧除去，如e。
此处还可以用塑料袋盛装尾气。
5．气体的净化和干燥
气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种。
如7—8。
（1）洗气瓶（如图c）中一般装入液体除杂试剂。
除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。
常见除杂试剂有：
①强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等呈酸性的气体
②饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：
饱和NaHCO3溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体。
饱和NaHSO3溶液能除去SO2中混有的HCl、SO3等气体。
饱和NaHS溶液能除去H2S中混有的HCl气体。
③浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。
但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥具有强还原性气体，如
H2S、HBr、HI等。
④酸性KMnO4溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2、H2S等。
（2）干燥管、U形管一般装入固体的干燥剂。
常见的固体干燥剂有：
①酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。
如P2O5、硅胶、等。
②碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。
如CaO、碱石灰、固体NaOH等。
③中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。
如CaCl2（但CaCl2不能干燥NH3，因易形成CaCl2·8H2O氨合物）。
（3）双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。
例如：Cu和混合气体中O2反应而将O2除去。
另外还常用固体的无水CuSO4装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在（但不能用CuSO4作干燥剂，因CuSO4吸水率低）。
用Na2O2固体也可将CO2、H2O（气）转化为O2。
若有疑问，可以直接留言给我，我会与你一起讨论的，谢谢你的配合，祝你学习进步！。