气体的制取除杂和干燥.docx
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气体的制取除杂和干燥
一：
初中气体制取的知识
（一）：
原料的选择的依据
原料选择考虑的因素：
成本低廉、反应速率适中、操作简单方便、气体纯净、对环境无污染……
（二）：
选择发生装置的依据：
1：
发生装置的选择的依据：
反应物的状态（固体和固体反应、固体和液体反应、液体和液体反应）和反应条件（是否需要加热、加催化剂等）
2：
加热固体或固体混合物来制气体的发生装置
如加热高锰酸钾制氧气（试管口放一团棉花）或加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气
所需的仪器有：
试管、导气管、铁架台（带有铁夹），酒精灯、单孔胶塞
3：
固体和液体或液体和液体不加热来制气体的发生装置
（1）：
所需的仪器有：
试管、导气管、铁架台（带有铁夹），单孔胶塞（试管可以用锥形瓶或广口瓶来代替，但此时没有铁架台（带有铁夹））
该类型装置的优点：
装置简单，操作简单，不需要加热，节约能源
（2）：
该类型装置的优点：
能控制生成气体的量，不需要加热，节约能源
所需的仪器有：
锥形瓶（或试管和铁架台（带有铁夹）或广口瓶）、导气管、双孔胶塞、
长颈漏斗
（3）该类型装置的优点：
能控制反应的快慢，不需要加热，节约能源
所需的仪器有：
锥形瓶（或试管和铁架台（带有铁夹）或广口瓶）、导气管、双孔胶塞、分液漏斗
（4）：
该类型装置的优点：
可控制反应的发生和停止。
该类型装置须满足的条件
①：
常温下进行，不需加热
②：
块状或颗粒状固体与液体反应
③：
反应速度平稳，不能太快。
该类型装置主要分两种情况
①：
固体不动，通过开关的关闭来控制液面的升降，使固
液接触或分离，从而控制反应的发生和停止。
②液体不动，通过控制固体的升降，使固液接触或分离，从而控制反应的发生和停止。
（5）：
该类型装置的优点：
使分液漏斗与烧瓶内气压相同，保证漏斗中液体顺利流出
（三）：
选择收集方法的依据
1：
选择收集方法的依据：
气体的密度，气体的溶解性，气体的化学性质
2：
用排水法收集的依据：
不易溶于水或难溶于水、不与水发生反应
所需的仪器有：
集气瓶、导气管（注意导气管的形状
），玻璃片，水槽
所需的仪器有：
集气瓶、导气管、集气瓶、双孔胶塞
气体从b端通入（水短）
3：
用排空气法收集的依据：
气体的密度和空气的密度有较大的差异，而且还不和空气中的成分反应
（1）：
气体的密度与空气的密度的一种比较方法
若气体的相对分子质量大于29时，则气体的密度大于空气的密度
若气体的相对分子质量小于29时，则气体的密度小于空气的密度
（2）：
用向上排空气法收集的依据：
密度比空气的大，而且还不和空气中的成分反应
所需的仪器有：
集气瓶、导气管（注意导气管的形状
），玻璃片，水槽
所需的仪器有：
集气瓶、导气管、集气瓶、双孔胶塞
气体从a端通入（大长）
（3）：
用向下排空气法收集的依据：
密度比空气的小，而且还不和空气中的成分反应
所需的仪器有：
集气瓶、导气管（注意导气管的形状
），玻璃片
所需的仪器有：
集气瓶、导气管、集气瓶、双孔胶塞
气体从b端通入（小短）
（4）：
常见气体的收集方法
氧气：
排水法（收集较纯净的氧气）和向上排空气法
二氧化碳：
向上排空气法，不能用排水法收集（其原因：
二氧化碳能溶于水）
氢气和甲烷：
排水法和向下排空气法
一氧化碳和氮气：
排水法，一般不能用排空气法收集
氨气：
向下排空气法
（四）：
放法
氧气、二氧化碳等密度比空气的密度大的气体，正放在水平的桌面上
氢气、甲烷等密度比空气的密度小的气体，倒放在水平的桌面上
（五）：
氧气和二氧化碳的验满方法
1：
氧气的验满方法:
将带火星的木条放在集气瓶口，观察带火星的木条是否复燃
2：
二氧化碳的验满方法
将燃着的木条放在集气瓶口，观察燃着的木条是否熄灭
3：
利用下图装置收集气体时，收集满的标志是：
集气瓶口有气泡冒出
（六）：
装置气密性的检验
1：
单孔胶塞组装的气体制取装置的气密性的检验方法
（1）：
连好仪器，把导管的一端插入水里，用手紧握（必要时可双手紧握）试管的外壁或用酒精灯对其进行微热，如果水中的导管口处有气泡冒出，或松开手，水在导管里形成了一段水柱，则装置的气密性良好。
见下图示。
（2）：
另一种气密性检验的方法，如下图所示。
具体操作是这样的：
连好仪器，向乙管中注入适的水，使得乙管的液面高于甲管的液面。
静置片刻后，若液面保持不变则证明该装置的气密性良好。
2：
双孔胶塞组装的气体制取装置的气密性的检验方法
（1）关闭活塞K，向其中加入水至浸没长颈漏斗下端管口，若漏斗颈出现一段稳定的水柱，证明该装置的气密性良好。
（2）连好仪器，向其中加入水至浸没长颈漏斗下端管口，当缓慢向外拉动活塞时，长颈漏斗下端管口产生气泡，装置气密性良好。
当缓慢向里推动活塞时，长颈漏斗颈出现一段稳定的水柱，装置气密性良好。
（七）：
气体的干燥
1：
初中常用的气体干燥剂
（1）：
酸性干燥剂：
浓硫酸（液体干燥剂）、五氧化磷
酸性干燥剂不能干燥碱性气体（初中常见的碱性气体：
NH3）
（2）：
碱性干燥剂：
NaOH固体、碱石灰（NaOH和CaO固体混合物）、CaO
碱性干燥剂不能干燥酸性气体（酸性气体：
CO2、SO2、氯气、HCl气体）
（3）：
中性干燥剂：
CaCl2固体
干燥剂
可以干燥的气体
不能干燥的气体
常用装置
酸性
浓硫酸
H2、O2、CO2、CO
NH3
A
碱性
固体NaOH
碱石灰
H2、O2、CO、NH3
CO2、SO2、SO3、HCl气体
B、C、D
中性
CaCl2
除NH3以外的所有气体
NH3
B、C、D
A和B的装置接口有连接顺序（利用A装置干燥时气体从ａ端通入（长进短出）；利用B的装置
干燥时气体从ａ端通入（大口进小口出）；C和D的装置接口没有连接顺序的限制。
A装置中装液体干燥剂，初中一般为浓硫酸；B、C、D装置中装固体干燥剂
（八）：
初中常见做气体实验的装置
1：
气体与固体反应的装置：
氢气还原氧化铜的另装一种置
2：
气体与液体反应的装置
（九）：
量气体体积的装置
（十）：
尾气的处理方法
（1）、灼烧法：
除去尾气中所含的可燃性气体如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等
（2）、吸收法：
利用溶液或水除去尾气中所含的某些气体
（3）、收集法
（十一）：
气体实验装置的设计
（1）、连接顺序：
装置顺序：
制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置
（2）安装顺序：
由下向上，由左向右
（3）操作顺序：
装配仪器→检验气密性→加入药品（先固后液）
（4）有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气；
（5）有些实验为防氧化往往最后停止通气。
（6）、仪器拆卸的一般过程：
从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。
（7）、净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无气味的气体，最后除水蒸气。
（十二）：
气体的除杂
1：
解答对混合气体进行除杂、干燥实验的相关问题，可参考下列规律：
①：
考虑干燥与除杂顺序时，若采用溶液除杂，则先除杂后干燥；若采用在加热的条件下除杂，则先干燥后除杂
②：
接口的连接：
吸收装置（或洗气装置）应“长”进“短”出；量气装置（排水法）应“短”进“长”出
③：
解答除杂类题型的注意事项：
“不增”：
不增加新的杂质。
“不减”：
不能把主要成分反应掉。
“易分离”：
生成物中最好有容易分离的沉淀或气体或水等物质。
“简单”：
一般先物理方法后化学方法
2：
除杂方法：
①加热法：
气体通过双通玻璃管装置时，杂质与管中药品反应而除去
如：
除N2中的杂质O2，通过红热的铜网；
除CO2中CO，通过加热的CuO。
②洗气法：
气体通过洗气瓶，杂质与
瓶中试剂反应被吸收。
使用时应注意
进、出气管位置，应“长进短出”。
如：
除CO中的杂质CO2，除H2中的杂质
HCl，均用NaOH溶液。
除去酸性、中性气体中的水蒸气可用浓硫酸。
二：
三大气体的制取
氧气的制取
（一）：
实验室制氧气的反应原理
1：
实验室用高锰酸钾制氧气的反应原理（药品：
高锰酸钾）（用一种纯净物制氧气）
2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑
2：
实验室用氯酸钾制氧气的反应原理（药品：
氯酸钾和二氧化锰）
3：
实验室用过氧化氢溶液制氧气的反应原理（药品：
过氧化氢溶液和二氧化锰）
2H2O2MnO22H2O＋O2↑
（二）：
实验室制氧气的的步骤
1：
用高锰酸钾制氧气的步骤（用排水法收集）
（1）检查装置的气密性
（2）将药品装入试管，用带有导气管的塞子塞紧，并把它固定在铁架台上
（若加热高锰酸钾制取氧气：
将药品装入试管，在试管口放一团棉花，用带有导气管的塞子塞紧，并把它固定在铁架台上）
（3）点燃酒精灯，加热试管
（4）用排水法收集氧气
（5）将导气管从水槽中取出
（6）熄灭酒精灯
（7）实验结束，整理仪器
注意事项：
（1）：
试管口略向下倾斜的原因：
防止试管口的冷凝水倒流炸裂试管低，引起试管炸裂
（2）：
铁夹夹在距试管口约1/3处；
（3）：
伸入试管的导气管不应过长，刚露出橡皮塞即可，有利于气体的排出
（4）：
待水中气泡连续均匀冒出时收集，防止收集的气体中混有空气。
（因为开始加热时，试管中的空气受热膨胀逸出）
（5）:
当集气瓶口有气泡冒出，说明收集满
（6）:
用高锰酸钾制氧气时，在试管口放一团棉花的原因：
防止高锰酸钾颗粒进入导气管，可能会将导气管堵塞
（7）：
先预热，后对准药品集中加热的原因：
使试管受热均匀，防止试管炸裂。
（8）：
实验结束，先从水中取出导气管，再熄灭酒精灯的原因：
防止水槽中的水倒流回试管中，引起试管炸裂
（9）：
排空气法收集时，导气管接近集气瓶底的原因：
有利将空气排净
2：
用过氧化氢溶液制氧气的步骤（用向上排空气法）
（1）.检查装置的气密性（查
（2）.将二氧化锰放入锥形瓶中
（3）.用带有导气管的塞子塞紧瓶口
（4）.从长颈漏斗往锥形瓶中加入过氧化氢溶液,使长颈漏斗得下端位于液面以下（形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出）
（5）.收集气体
（6）：
验满：
（7）.实验结束，整理器材
（三）：
工业上制氧气
1：
工业上利用廉价而丰富的天然资源——空气作为原料来制取氧气。
（1）.方法：
分离液态空气法（物理变化）不是分解反应
（2）.原理：
利用氧气和氮气沸点不同，用蒸馏法，分离液态空气。
2：
利用膜分离技术富集空气中的氧气
在一定压力下，让空气通过具有富集功能的薄膜，反复进行多级分离，可得到纯度较高的氧气
二氧化碳的制取
（一）：
实验室制取二氧化碳
1：
药品：
大理石（或石灰石）和稀盐酸
大理石（或石灰石）在自然界中储量丰富，价格低廉，与稀盐酸反应反应速度适中
2：
实验室为什么不能用下列药品制二氧化碳的原因
（1）：
大理石（或石灰石）和稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石（或石灰石）的表面,使酸与大理石隔离，阻止反应的发生
（2）：
不用碳酸镁的原因是碳酸镁的价格贵
（3）：
不用碳酸钠或碳酸氢钠的原因是反应速度太快，难于控制
（4）：
不用大理石（或石灰石）和浓盐酸的原因是不但反应快，由于浓盐酸具有挥发性，使得生成的二氧化碳混有较多的氯化氢气体
3：
反应原理
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
4：
实验装置
（1）：
发生装置（适用于固体与液体、液体与液体在常温下的反应。
）
3：
实验步骤
（1）：
检查装置的气密性（查）
（2）：
将大理石装入锥形瓶中（装）
（3）：
塞紧橡皮塞（连）
（4）：
从长颈漏斗加入稀盐酸（加）
（5）：
收集气体（收）
（6）：
把燃烧的木条放在此集气瓶口，若燃烧的木条熄灭，则已集满。
（验）
（7）：
整理实验器材（理）
利用如图所示装置制取二氧化碳的实验步骤
（1）：
检查装置的气密性（查）
（2）：
将大理石装入试管中（装）
（3）：
向试管中加入稀盐酸（加）
（4）：
塞紧橡皮塞（连）
（5）：
收集气体（收）
（6）：
把燃烧的木条放在此集气瓶口，若燃烧的木条熄灭，则已集满。
（验）
（7）：
整理实验器材（理）
4：
收集方法
用向上排空气法收集（其密度比空气的大）
不能用排水法收集（可溶于水）
5：
注意事项
（1）：
发生装置的导气管口略露出胶皮塞即可，不能伸入过长
（2）：
如使用长颈漏斗，长颈漏斗下端要伸入液面以下
（3）：
导气管要伸到接近集气瓶的底部
6：
验满的方法
把燃烧的木条放在此集气瓶口，若燃烧的木条熄灭，则已集满，反之没有集满。
7：
检验的方法
（1）：
将该气体通入到澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则该气体为二氧化碳，反之不是二氧化碳
（2）：
将适量的澄清石灰水倒入装有该气体的集气瓶中，盖上玻璃片，振荡，若澄清石灰水变浑浊，则该气体为二氧化碳，反之不是二氧化碳
（二）：
工业制法：
将大理石高温煅烧
CaCO3高温CaO+CO2↑
氢气的制取
（一）实验室制取氢气
1：
药品：
锌粒和稀硫酸
价格适中，反应速度适中
2：
反应原理
Zn＋H2SO4===ZnSO4+H2↑
3：
实验装置
（1）：
发生装置（适用于固体与液体、液体与液体在常温下的反应。
）
4：
实验步骤
（1）：
检查装置的气密性（查）
（2）：
将锌粒装入锥形瓶中（装）
（3）：
塞紧橡皮塞（连）
（4）：
从长颈漏斗加入稀盐酸（加）
（5）：
收集气体（收）
（6）：
整理实验器材（理）
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