常见气体的制取知识总结.docx
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常见气体的制取知识总结
常见气体的制取知识总结
操作流程：
①原料的选择：
以实验室常用药品为原料，方便经济安全，尽量做到有适宜的反应速率（不可过大，也不可过小），且所得气体惟一。
②装置的选择：
由反应物的状态，反应条件和所制备气体的性质、量的多少决定。
装置从左到右组装顺序为：
发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气吸收装置。
③仪器的装配：
在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先塞好后固定；加入试剂时，先固后液；实验开始时，先检验仪器的气密性，后点燃酒精灯；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。
④气体的除杂：
先除杂，后除水，加热除氧放末尾。
注意：
a、选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。
一般情况下：
易溶于水的气体杂质可用水来吸收、酸性杂质可用碱性物质吸收、碱性杂质可用酸性物质吸收、水分可用干燥剂来吸收、能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。
常用的除杂试剂（括号内为杂质气体）有：
硫酸铜溶液（H2S）、碳酸氢钠溶液（SO2或HCl）、加热氧化铜粉末（CO或H2）、浓NaOH溶液（CO2）、加热铜网（O2）、浓H2SO4或无水氯化钙（H2O）。
b、气体干燥剂的类型及选择：
常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类。
酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶；酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2、O2、CH4等气体。
碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰、固体NaOH；碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体，如NH3、H2、O2、CH4等气体。
中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥中性、酸性、碱性气体，如O2、H2、CH4等。
在选用干燥剂时，显碱性的气体不能选用酸性干燥剂，显酸性的气体不能选用碱性干燥剂。
有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂。
能与气体反应的物质不能选作干燥剂，如不能用CaCI2来干燥NH3（因生成CaCl2·8NH3），不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI等。
⑤尾气的处理：
对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收（或点燃），使它们变为无毒、无害、无污染的物质。
燃烧法（如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等）；碱液吸收法（如Cl2、H2S、CO2、SO2、NO2等）；水溶解法（如HCl、NH3）。
2、气体发生装置的类型：
装置类型
固体反应物（加热）
固液反应物（不加热）
固液反应物（加热）
装置示意图
主要仪器
大试管、酒精灯
长颈漏斗、大试管或启普发生器
圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯
典型气体
O2、NH3、CH4等
H2、CO2、H2S等。
Cl2、HCl、CH2=CH2等
操作要点
试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂；铁夹应夹在距试管口l/3处；胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出。
如用长颈漏斗，漏斗颈的下口应伸入液面以下，否则起不到液封的作用；块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备。
先把固体药品加入烧瓶，然后加入液体药品；要正确使用分液漏斗。
3、收集装置基本类型：
（根据氧化的溶解性或密度）
装置类型
排水（液）集气法
向上排空气集气法
向下排空气集气法
装
置
示意图
适用范围
不溶于水（液）的气体
密度大于空气的气体
密度小于空气的气体
典型气体
H2、O2、NO、CO、CH4、
CH2＝CH2、CH≡CH
Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S
H2、NH3、CH4
4、净化与干燥装置基本类型：
（根据净化药品的状态及条件）
装置类型
液体除杂剂（不加热）
固体除杂剂（不加热）
固体除杂剂（加热）
装置
示意图
5、气体物质的实验室制备：
气体
反应物
发生装置
收集装置
常用干燥剂
吸收剂
O2
KMnO4
KClO3，MnO2
H2O2，MnO2
固–固加热
固–固加热
固–液不加热
排水法
浓H2SO4
灼热铜网
H2
Zn，稀H2SO4
固–液不加热
排水法或向下排空气法
浓H2SO4
灼热氧化铜
Cl2
浓HCl，MnO2
NaCl，浓H2SO4，MnO2
浓HCl，KClO3
固–液加热
固–液加热
固–液不加热
向上排空气法
浓H2SO4
NaOH溶液
N2
NaNO2，NH4Cl
固–液加热
排水法
浓H2SO4
——
HCl
NaCl，浓H2SO4
浓HCl，浓H2SO4
固–液加热
液–液加热
向上排空气法
浓H2SO4
NaOH溶液
H2S
FeS，稀H2SO4
固–液不加热
向上排空气法
无水CaCl2
CuSO4溶液
NH3
NH4Cl，Ca（OH）2
浓氨水
固–固加热
液–液加热
向下排空气法
碱石灰
H2SO4溶液
SO2
Na2SO3，H2SO4
固–液不加热
向上排空气法
浓H2SO4
NaOH溶液
CO2
CaCO3，稀HCl
固–液不加热
向上排空气法
浓H2SO4
NaOH溶液或碱石灰
NO2
Cu，浓HNO3
固–液不加热
向上排空气法
浓H2SO4
NaOH溶液
NO
Cu，稀HNO3
固–液加热
排水法
浓H2SO4
通空气后，NaOH溶液
CO
HCOOH，浓H2SO4
液–液加热
排水法
浓H2SO4
灼热氧化铜
CH4
CH3COONa，碱石灰
固–固加热
排水法或向下排空气法
浓H2SO4
——
C2H4
C2H5OH，浓H2SO4
液–液加热
排水法
无水CaCl2
溴水
C2H2
CaC2，H2O
固–液不加热
排水法
无水CaCl2
溴水
中学常见气体的制取和检验总结
（二）
HCl①制取原理——高沸点酸与金属氯化物的复分解
②制取方程式——NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl↑
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热
④检验——通入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶
⑤除杂质——通入浓硫酸（除水蒸气）
⑥收集——向上排气法
NO2①制取原理——不活泼金属与浓硝酸的氧化—还原;
②制取方程式——Cu+4HNO3===Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶（或用大试管,锥形瓶）
④检验——红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成
⑤收集——向上排气法
⑥尾气处理——3NO2+H2O===2HNO3+NO↑
NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O
NO①制取原理——不活泼金属与稀硝酸的氧化—还原;
②制取方程式——Cu+8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶（或用大试管,锥形瓶）
④检验——无色气体,暴露于空气中立即变红棕色
⑤收集——排水法
CO①制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用
②制取方程式——HCOOH=CO↑+H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶
④检验——燃烧,蓝色火焰,无水珠,产生气体能使澄清石灰水变浑浊
⑤除杂质——通入浓硫酸（除水蒸气）
⑥收集——排水法
CH4①制取方程式——CH3COONa+NaOH=CH4↑+Na2CO3
②装置——略微向下倾斜的大试管,加热
③收集——排水法或向下排空气法
C2H4①制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用
②制取方程式——CH3CH2OH==CH2=CH2↑+H2O
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶,加热
④除杂质——通入NaOH溶液（除SO2,CO2）,通入浓硫酸（除水蒸气）
收集——排水法
C2H2①制取原理——电石强烈吸水作用
②制取方程式——CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑
③装置——分液漏斗,圆底烧瓶（或用大试管,锥形瓶）
④检验——无色气体,能燃烧,产生明亮的火焰,并冒出浓的黑烟
⑤除杂质——通入硫酸铜溶液（除H2S,PH3）,通入浓硫酸（除水蒸气）
收集——排水法或向下排气法
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