常见气体的制备净化与收集
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。
最新初三化学常见气体的制取、净化和干燥
常见气体的制取、净化和干燥一、常见气体的制备1.常见气体的实验室制法的反应原理（1）制取氧气（2）制取二氧化碳（3）制取氢气2.气体的发生装置反应物状态固体与固体固体与液化反应条件加热常温装置举例①加热高锰酸钾制取氧气②氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气①过氧化氢制取氧气②石灰石（或大理石）与稀盐酸制取二氧化碳③锌与稀硫酸制取氢气3.装置评价（常见固体与液体常温发生装置比较）：装置图装置特点装置简单，制取较少量气体可随时添加液体，制取较多量气体可连续制取并能控制液体滴加速度可连续制取并能控制液体滴加速度和量可控制反应的发生和停止，得到平稳的气流4.气体的收集装置：收集方法向上排空气法向下排空气法排水法其他方法装置图气体性质收集密度比空气大且不与空气成分反应的气体收集密度比空气小且不与空气成分反应的气体收集难溶于水且不水反应的气体收集密度比空气大的气体a进收集密度比空气小的气体b进仅适用于收集难溶于水且不与水反应的气体，无论气体密度大小如何，均由长管进二、气体的净化和干燥1.气体净化的含义:将不纯的气体中含有的杂质气体除去从而得到较纯净气体的过程.2.气体净化的原则:选择的气体吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯物质不反应,且不引入新的气体杂质.3.常见气体杂质的吸收剂:吸收剂吸收的气体杂质水可溶性气体,如HCl、NH3等易溶于水的气体强碱溶液（ NaOH ）CO2、SO2、HCl、H2S等酸性气体碱石灰（ NaOH+CaO ）CO2、H2O（气态）、H2S等灼热的CuO H2、CO灼热的铜网O24.气体的干燥（1）常见装置U形干燥管（2）常见的气体干燥剂：选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。
干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体酸性浓硫酸H2 O2 CO2 CO CH4 N2 SO2HClNH3等碱性气体碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠H2 O2 CO CH4 N2 NH3 CO2、SO2、HCl 等碱性气体中性无水氯化钙除NH3以外的所有气体NH3（与其能反应）5.尾气处理（1）常用装置（2）常用方法：①溶液吸收：使气体与溶液反应生成溶于水的物质，留在溶液中。
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。
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。
气体的实验室制备、净化和收集
CO2(SO2)：________________________。 (4)含有O2杂质的气体 ①CO2(O2)：__________；②N2(O2)：___________。 (5)HCl(Cl2)：____________。
二、气体的发生装置：
(1)固体＋固体――△→气体
制备气体：O2、NH3、CH4等 注意事项：粉末状固体应在试管口放一团棉花 ①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口 冷凝后倒流，而使试管破裂。
③固体药品应平铺在试管底部。 ④胶塞上的导管伸入试管内不能过长，否则会影响气体导出
⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水 槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸。
三、气体的除杂方法：
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、可燃性。
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)先除易除的气体。
一般可从以下几个方面考虑： ①易溶于水的杂质可用水吸收；
②酸性杂质可用碱性物质吸收；
四、气体的干燥
(1)选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定， 其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体 发生反应。
①酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来 干燥酸性或中性气体，而不能用来干燥碱性气体。
②碱性干燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性 干燥剂不能干燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、 HCl等。
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干燥中性或酸性气体 ---浓硫酸
吸收易溶于水的气体 ---H2O
三 检验
检验HCl气体 ---AgNO3溶液
检验CO2气体 ---澄清石灰水
小结
制取气体实验装置的设计包括哪些方面？
发生 装置
净化 装置
干燥 装置
收集 装置 (反应)
尾气处理 装置
Cl2实验室制法制备、净化、收集、尾气处理 的整体装置图：
是( )
A.BF3
B.SF6
C.SiCl4
D.PCl5
3.下列有关共价化合物的说法：①具有较低的熔、
沸点 ②不是电解质 ③是非电解质 ④都是由分子
构成 ⑤熔融时不导电，其中一定正确的是( )
A.①③④ B.②⑤ C.①②③④⑤
D.⑤
燃烧处理或袋装。
5、气体性质实验装置
装置分类 ❖ （1）常温反应装置
❖ （2）加热反应装置
❖ （3）冷却反应装置
活动一
a
b
请大家想一想,
一
该装置有何用途?
展
身
手
一 储气
a
b
a 若气体密度大于空气密度水法收集,
应从_b__端进
----H2O
二 洗气
吸收酸性气体 ---NaOH溶液
▪ 1.1 判断原则
1.反应物的状态 2.反应条件
1、气体的发生装置
▪ 1.2 装置的分类 • 固＋固, Δ
制O2、NH3等
• 固＋液（液＋液）, Δ
制Cl2 、HCl等
• 固＋液
制CO2、H2、O2、NH3、NO2、H2S等
1.2.1 固＋固，加热
注意： （1）试管口稍向下倾斜，防止
产生的水蒸气在管口冷凝后倒 流引起试管破裂。 （2）铁夹夹在距试管口1/3处。 （3）导管伸入试管不能太长， 否则会妨碍气体导出。
标准装置
1.2.2 固＋液（液＋液），加热
注意： ①先固后液 ②乳胶管：平衡气压
标准装置
1.2.2 固＋液（液＋液），加热
变化装置
1.2.3 固＋液
块状固体+液体 常温反应
启普发生器
制取气体量不多
简易装置
标准装置
2、气体的收集装置 ▪ 2.1 装置的分类
（1）排空气 法
向上排空气法
向下排 空气法
常见气体的制备、 净化、与收集
张龙生
2020/7/17
实验室制实备的验气室体制有备：的常见气体
H2、O2、Cl2、 SO2、NH3、NO、NO2、 CO2 共8种气体
1一、、O2制取的原2K理ClOM3 n＝ΔO22KCl+3O2↑
2KMnO4 ＝Δ K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2Mn＝O22H2O+O2↑
2、气体的收集装置 ▪ 2.1 装置的分类
（2）排水（液）法：短进长出
2、气体的收集装置 ▪ 2.1 装置的分类
（3）贮气瓶
2、气体的收集装置
▪ 2.2 判断原则 （1）易溶或与水反应的气体：排气法 （2）与空气反应或与空气密度相近的气 体：排水（液）法 （3）不溶性气体：排液法 （4）两种方法皆可，排水法收集的气体 较纯。 （5）收集干燥的气体：排气法
练习
1.以下叙述中错误的是 （ ）
A．钠原子与氯气反应生成食盐后，其结构的稳定 性增强
B．在氧化钠中，除氧离子和Na+的静电吸引作用 外，还存在电子与电子，原子核与原子核之间的 排斥作用
C．钠与氧气反应生成氧化钠后，体系的能量降低
D．任何离子键在形成过程中必定有电子的得与失
练习
2.下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的
3、气体的净化装置
▪ 3.1 除杂装置
（1）洗气瓶 （2）干燥管：粗进细出 （3）燃烧管：填满
3、气体的净化装置
3.2 干燥装置
（1）洗气瓶：长进短出 （2）干燥管：粗进细出
2020/7/17
干燥方法：
仪器装置
干燥剂
不可干燥的气体
生石灰、碱石灰
无水氯化钙 P2O5 硅胶
酸性气体CO2、SO2 等 NH3
Δ
2、NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 ＝CaCl2+2NH3↑+2H2O
NH3·H2O+CaO ＝ NH3↑+Ca(OH)2
3、H2
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
4、CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
一、制取的原理 5N、a2SSOO23+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
浓硫酸
NH3 H2S HI HBr
4、尾气处理装置
▪ 4.1 处理装置
（1）直接吸收
（2）燃烧处理或袋装
4、尾气处理装置 （3）防倒吸吸收 标准装置
安全瓶装置
4、尾气处理装置
4.2 判断原则 （1）有毒、污染环境的气体不能直接排放。 （2） 直接吸收：Cl2、H2S、NO2 防倒吸：HCl、NH3、 (SO2) 常用吸收剂：水，NaOH(aq)，硫酸铜(aq) （3）可燃性气体且难用吸收剂吸收：
6C、u+N4OH2NO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
7、NO 3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
8、Cl2
Δ
MnO2+4HCl(浓)= MnCl2+Cl2↑+2H2O
2=K2MKCnlO+24+M1n6CHlC+l（5C浓l ）↑+8H O
1、气体的发生装置