高中常见气体的制备与收集
常见的气体制取与净化
千里之行，始于足下。
常见的气体制取与净化
常见的气体制取与净化方法有：
1. 空气分离法：通过空气分离装置将空气中的氮气、氧气等组分分离出来，得到高纯度的氮气、氧气等气体。
2. 化学合成法：根据不同气体的物理性质和化学性质，通过化学反应生成目标气体。
例如，氢气可以通过水电解反应或碳一烯饱和蒸馏法制取。
3. 燃烧法：某些气体可以通过燃烧反应制取，如氢气可以通过金属与酸的反应或铝水与水的反应制取。
4. 吸附法：利用吸附剂（如活性炭）将气体分子吸附在表面上，从而实现气体的净化。
例如，对空气中的有害气体进行净化。
5. 洗涤法：将气体与液体接触，通过溶解、循环冲洗等方法，去除气体中的杂质。
例如，对氯气进行液体洗涤以去除其中的杂质。
6. 膜分离法：利用特殊材料的膜进行分离，根据气体分子的大小、形状和亲疏水性等特性来实现气体的分离和纯化。
例如，利用膜分离技术可以将二氧
化碳从天然气中分离出来。
7. 冷凝法：通过降低气体温度使其冷凝，从而分离出目标气体。
例如，液化空气工艺中通过降低空气温度来分离出液态氧气和液态氮气。
这些方法在工业生产和实验室研究中被广泛应用，以满足不同领域的气体
制取和净化需求。
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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。
高中化学实验室气体制备总结
高中化学实验室气体制备总结引言气体制备是高中化学实验室中常见的实验操作之一。
通过控制反应条件，可以从化学反应中制备出各种气体。
本文将总结高中化学实验室中常用的气体制备方法及其原理，以供参考。
一、氧气制备氧气是一种无色、无味和可燃的气体，广泛应用于燃烧、氧化等化学反应中。
在高中化学实验室中，常用的氧气制备方法是通过高锰酸钾的分解来制取。
实验步骤如下：1.取适量高锰酸钾固体放入蒸馏烧瓶中；2.加入适量稀硫酸，使高锰酸钾充分溶解；3.使用导管将烧瓶与气体收集瓶连接，将气体收集瓶内的水排空；4.缓慢加热烧瓶，观察气体收集瓶中气体的变化。
原理解释：高锰酸钾的分解反应式为：2KMnO4(s) → K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)通过加热高锰酸钾和稀硫酸混合物，高锰酸钾分解产生氧气，并通过导管收集。
二、二氧化碳制备二氧化碳是一种无色、无味的气体，在高中化学实验室中常用于酸碱中和实验和植物光合作用研究中。
常见的二氧化碳制备方法有酸与碳酸盐反应法和酵母发酵法。
1. 酸与碳酸盐反应法实验步骤如下：1.取适量碳酸盐固体（如碳酸氢钠）放入烧杯中；2.缓慢滴加酸（如稀盐酸）至碳酸盐完全反应；3.使用盖有橡皮塞的试管收集气体。
原理解释：碳酸盐与酸反应产生二氧化碳的反应式如下：NaHCO3(s) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)通过滴加酸与碳酸盐反应，产生二氧化碳气体，并用试管收集。
2. 酵母发酵法实验步骤如下：1.取适量酵母放入锥形瓶中；2.加入适量葡萄糖溶液，与酵母充分混合；3.盖上透明的气球或用试管堵住瓶口；4.静置一段时间后观察气球的膨胀情况。
原理解释：酵母通过发酵作用将葡萄糖分解生成酒精和二氧化碳。
二氧化碳气体通过瓶口进入气球内，使气球膨胀。
三、氯气制备氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，广泛应用于消毒、漂白和制取其他化学品中。
在高中化学实验室中，氯气可以通过盐酸与漂白粉的反应制备。
高中化学14种气体的制备！最全总结！
高中化学14种气体的制备！最全总结！固+固加热型1. 氨气 NH3原理：Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+NH3↑+2H2O装置：干燥：用碱石灰（NaOH、CaO）干燥。
（温馨提示：不能用无水CaCl2、浓硫酸干燥NH3。
无水CaCl2与NH3反应：8NH3+ CaCl2= CaCl2 8NH3浓硫酸为酸性干燥剂，用来干燥酸性气体，与碱性气体NH3反应。
）收集：用向上排空气法收集。
（温馨提示：氨气极易溶于水(1:700)，不能用排水法收集。
）检验：（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）；（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口（产生白烟）。
2. 甲烷 CH4原理：CH₃COONa+NaOH = CH4↑+Na₂CO₃干燥：用碱石灰（NaOH、CaO）干燥。
收集：用排水法收集3. 氧气 O2原理：2KMnO4 =（△）K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO3 =(MnO2)2KCl+3O2↑2H2O2=(MnO2、△)2H2O+O2↑2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑干燥：用浓硫酸干燥。
收集：用排水法收集检验：用带火星木条（复燃）。
固+液加热型4. 氯气 Cl2原理：MnO2+4HCl(浓)=（△）MnCl2 +Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)= 2KCl+2MnCl2 +5Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O净化：杂质为HCl、H2O，用饱和食盐水或水洗气法除去HCl，再用浓硫酸干燥。
（温馨提示：不能用碱石灰、CaO、固体NaOH等碱性干燥剂来干燥酸性气体Cl2）【小窍门：要除去弱酸性气体中混有的强酸性气体杂质，常选用弱酸性气体溶于水后形成的饱和盐溶液。
若弱酸性气体溶于水后为一元酸，则用该酸形成的饱和正盐溶液。
若为二元弱酸，则用该酸形成的饱和酸式盐，如Cl2混有HCl气体，用饱和食盐水净化吸收；如CO2中混有HCl、SO2用饱和NaHCO3溶液净化吸收。
高中化学第4章 第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集---2023年高考化学一轮复习(新高考
第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集复习目标 1.了解常见气体制备原理、装置及改进。
2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
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 发生装置如图：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。
3．常见气体典型制备系统举例(1)Cl2的实验室制备(2)SO2的实验室制备(3)NH3的实验室制备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。
(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置图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，且不与水反应的气体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。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
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
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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
CH4无水CH3COONa和碱石灰共热
A a或c
NH3
A c
[说明] ①制备少量O2还可以用反应：，
，选择发生装置（B）。
②制备少量NH3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
H2较活泼金属（Zn）与稀强酸（如H2SO4，HCl但勿用HNO3
或浓H2SO4）的置换反应
C a或c ①用长颈漏
斗时要液封
②制SO2
（Na2SO3粉末）、
NO2（剧烈放热
多）、C2H2（CaC2
遇H2O粉化）不
能用启普发生器
③制CO2不
用H2SO4（因
CaSO4微溶）
④制H2S不
能用硝酸或浓
H2SO4（防氧化）
CO2 C b
H2S FeS与盐酸或稀硫酸进行复分解反应
C b
SO2无水Na2SO3粉末与中等浓度H2SO4进行复分解反应 B b
NO2Cu和浓HNO3
B b
C2H2电石与水进行反应
B a
Cl2E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
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
控制温度在
170℃
④集Cl2可用
排饱和食盐水
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！。