实验室制取气体的装置
一．三种气体的制备
1.氧气（O2）
2KMnO
42MnO4+ MnO2 + O2↑△
2KClO3MnO△ 2KCl+3O2↑
2H2O22H2O + O2↑
2.二氧化碳（CO2）
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（不能用HCl与Na2CO3反应的原因：Na2CO3易溶于水，
与盐酸反应速率快，不利于收集）
3.氢气（H2）
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑（不用Al反应速率快，而Fe
二．根据反应物的状态和反应条件分为两种类型
1.固 + 固△
制取氧气：2KMnO
K2MnO4+ MnO2 + O2↑气体发生装置(图1)：△
MnO
△ 2KClO
32.固 + 液2KCl+3O2↑ 气体发生装置(图2)：
MnO
①制取氧气：反应原理：2H2O2 2O + O2↑
②制取二氧化碳：反应原理： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
③制取氢气：反应原理：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
三．实验装置的组成（四个部分）
1.发生装置
A.固 + 固△
气体（图1）
注意事项①试管口略向下倾斜，防止水倒流，致使试管炸裂。
②铁夹夹在离试管口1/3处。
③试管内导管刚露出橡皮塞即可，便于导出气体。
④高锰酸钾制氧气时试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒随气流进入导管。 ⑤酒精灯加热要用外焰加热
B.固 + 液
注意事项
1.气体的净化（除杂）一定先净化后干燥,对于实验室制备氧气时可能含有的杂质只有水，而制备CO2和1 气体(图2)
H2时除了又水还有HCl气体。在制备CO2和H2一定要先出去HCl再干燥。 H2（HCl）用NaOH溶液； CO2（HCl）用NaHCO3溶液 2.气体的干燥（除去水）
干燥剂有：浓硫酸（酸性）、碱石灰（碱性） 酸性干燥剂：不能干燥碱性气体如氨气；
碱性干燥剂；不能干燥酸性气体如二氧化硫、二氧化碳、三氧化硫、氯化氢等
再除去水 。证明二氧化碳一定要用澄清石灰水。(例2) 3.收集装置
常用气体的收集方法：（一般有毒排水、无毒排空） A：排水法适用于难或不溶于水且
N
2、NO只能用排水法）集气瓶事先装满水，长管进短管出
B：向上排空气法适用于密度比空气大的气体（CO
2、HCl只能用向上排空气法）长管进短管出
注意：证明时，一定要先证明水再证明其它物质，证明水一定要用无水硫酸铜；除去水时，先除去杂质，
与水不反应的气体，导管稍稍伸进瓶内（CO、
C：向下排空气法适用于密度比空气小的气体。（如H2排气法：导管应伸入瓶底）长管出短管进
4.尾气处理装置
有毒的气体不能直接排放到空气中（CO）
四．操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。 ① 连接装置：先下后上，从左到右的顺序。
② 检查装置的气密性 ：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。 ③ 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
④固定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部 ⑤加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。 ⑥收集气体：
a、若用排水集气法收集气体，气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)（防止气体逸出）用排水法收集时，导管放在集气瓶口 b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气） ⑦先将导管移出水面
⑧再停止加热 五．气体的验满
六．氧化铜（CuO）的还原实验 H
2、CO、C还原CuO实验的比较
附：
1、常用器中，能在酒精灯上直接加热的是：试管、蒸发皿。应放在石棉网上加热的是：烧杯、烧瓶、锥形瓶。不能用于加热的是：量筒、水槽、集气瓶。
2、玻璃棒的作用：在过滤开始时，用于引流，结束后，用于转移物质；溶解时，用于搅拌，加速溶解；蒸发开始时，用于搅拌，防止液体飞溅，结束时，用于转移物质。
3、胶头滴管用于吸取和滴加少量液体，滴加液体时，滴管竖直放在试管口上方，不可把滴管伸入试管内，不可把滴管放在试验桌上，不可倒持滴管。
4、酒精灯的使用：酒精不能超过灯体的2/3，不能向燃着的酒精灯添加酒精，不能用嘴吹灭酒精灯，要用灯帽盖灭。加热时用外焰加热。
5、给试管里的液体加热：试管里的液体不能超过试管容积的1/3，防止液体过多溅出；试管斜持45o ,不要将管口对着自己或他人。给试管里的固体加热，管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管。
6、称量固体物质用托盘天平，左物右码。错放后，实际质量少于读数，实际质量＝砝码－游码
7、用量筒量取液体时，眼睛平视凹液面最低处，读出读数。俯视会导致读数大于实际体积，仰视导致读数小于实际体积。
8、配制质量分数一定的溶液的步骤：计算、称量、溶解、装瓶。配制液体溶质溶液，需要的仪器是：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管；溶质是固体时，需量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙、托盘天平。
9、pH试纸的使用：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取液体沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较。不能先用水湿润，会稀释待测溶液，导致测得的pH不准；不能把pH试纸直接伸进试液，会污染试液。
10、实验室制取H2的原料是锌和稀硫酸，制取CO2的原料是大理石和稀盐酸，制取O2的原料是双氧水和二氧化锰，装置都是固液不加热装置，仪器是锥形瓶（或大试管，或广口瓶）、长颈漏斗（或分液漏斗）、带双孔塞的导管。
11、鉴别O
2、H
2、CO、CO
2、CH4气体的方法：将燃着的木条伸入集气瓶，使木条燃烧更旺的是O2。使燃着的木条熄灭，通入澄清石灰水使石灰水变浑浊的是CO2。点燃后检验燃烧产物可以鉴别H
2、CO、CH4：用干燥的冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠，翻转烧杯，加入澄清石灰水不变浑浊的是H2，烧杯内壁无水珠，翻转烧杯，加入澄清石灰水变浑浊的是CO,烧杯内壁有水珠，翻转烧杯，加入澄清石灰水变浑浊的是CH4（或其他含C、H、O元素的有机物）。
12、鉴别盐酸和硫酸：闻气味，有刺激性气味的是盐酸；加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成的是硫酸，(同理，鉴别NaCl和Na2SO4,也可用这个方法)。
13、鉴别Ca(OH)2：加水溶解，取上层清液，通入CO2，变浑浊；或加入Na2CO3溶液，有白色沉淀生成。
14、鉴别碳酸盐：大理石、石灰石的主要成分是CaCO3,草木灰含有K2CO3,纯碱（面碱）是Na2CO3，鉴别碳酸盐的方法是：加稀盐酸，有气泡产生。或加水溶解，加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀产生。
15、分离和提纯：(括号内是要除去的杂质) （1）NaOH(Na2CO3)加入适量的Ca(OH)2，过滤（2）NaCl（MgCl2或HCl）加入适量的NaOH （3）CaCl2（HCl）加入过量CaCO3粉末，过滤（4）BaCI2粉末(BaSO4)溶解、过滤、蒸发（与粗盐提纯的方法相同）（5）KNO3(NaCl)冷却热饱和溶液法（分离Na2CO3和NaCl方法相同）（6）H2O（NaCl）蒸馏法（7）Cu粉（Fe粉）磁铁吸附；加入过量CuSO4溶液，过滤；加入过量酸，过滤。
16、验证和除杂
(1)检验混合气体中有无CO2:混合气体通入澄清石灰水变浑浊，证明有CO2。除去CO2：混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶。
(2)检验混合气体中有无CO：混合气体通过灼热的CuO，变红色，证明有CO。除去混合气体中的CO:混合气体通过灼热的CuO；除去尾气中的CO:点燃尾气。
(3)检验混合气体中有无HCl气体并除去：混合气体通入紫色石蕊试液变红色或通入硝酸银中有白色沉淀，证明有HCI；混合气体通过装有NaOH溶液的洗气瓶，可以除去HCl气体。
(4)检验混合气体中有无H2O蒸气：混合气体通过无水CuSO4,无水CuSO4变蓝色，证明有H2O。混合气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，或通过装有CaCl2的干燥管，或通过装有碱石灰（固体NaOH和CaO的混合物）
可以除去H2O；
(5)检验气体的顺序：先检验水蒸气，后检验其他气体。气体净化的顺序：先除杂，后干燥(除去水分)。
17、鉴定和判断
（1）观察颜色。蓝色溶液:含有Cu2+的盐溶液，如CuCl
2、CuSO
4、Cu(NO3)2。浅绿色溶液:含有Fe2+的盐溶液,如FeCl
2、FeSO
4、Fe(NO3)2。黄色溶液:含有Fe3+的盐溶液，如FeCl
3、Fe2(SO4)
3（2）闻气味：盐酸、硝酸有刺激性气味；氢硫酸（H2S气体的水溶液）有臭鸡蛋气味；氨气（NH3）、SO2气体有刺激性气味
（3）观察生成沉淀。一般是:白色：、BaSO
4、AgCl、Mg(OH)2，蓝色：CuSO4，红褐色：Fe(OH)3，且不溶于稀硝酸有：BaSO
4、AgCl .能溶于稀硝酸并且有气体（CO2）放出的是CaCO
3、BaCO3 .能溶于稀硝酸并且无气体放出的是Mg(OH)
2黑色固体有：C、MnO
2、CuO、Fe3O
4、、Fe粉。（4）检验生成气体。复分解反应生成的气体一般是：CO2或NH3 （NH3是碱性气体，能使酚酞试液变红色)
18、离子的检验
(1)检验H+：石蕊试液；pH试纸；碳酸盐溶液；活泼金属，有氢气产生；滴入酚酞的碱的红色溶液；不溶性的金属氧化物如CuO Fe2O3；不溶性的碱如Cu(OH)2。
(2)检验OH：石蕊试液；酚酞试液；pH试纸；石蕊试液和酸溶液。加入MgCl2或CuCl2或FeCl3溶液,分别产生白色、蓝色、红褐色沉淀。
(3)检验Cl：加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
(4)检验SO42：加入BaCl2或Ba(NO3)2溶液，有BaSO4白色沉淀产生。
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(5)检验CO3：加入HCl或稀H2SO4溶液，有气体产生；加入CaCl2或Ca(OH)2溶液，有白色沉淀产生。
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19、实验探究
(1)CO2与NaOH溶液是否发生了反应的实验探究的原理是：CO2与NaOH溶液的反应，使气压减小（如软塑料变瘪等）进一步探究的方法CO2与NaOH反应后的溶液中加入盐酸，有气泡产生，说明CO2与NaOH发生了反应，生成了Na2CO3。
(2)无明显现象的酸与碱中和反应的试验探究方法：向碱溶液中加入酚酞试液，溶液变为红色，然后滴加酸，至红色突然消失，证明酸碱恰好中和。
(3)两种溶液反应产生沉淀或气体后，是否完全反应的试验探究方法：取上层清液，加入上述溶液中的一种，看是否还有沉淀或气体产生。20、常用干燥剂：(1)浓H2SO4,气体干燥剂。(2)固体CaCl,气体干燥剂。
(3)碱石灰(固体NaOH和CaO混合物)气体干燥剂，不能用于干燥含CO
2、SO2的气体，(4)CaO或Fe粉，食品干燥剂(不能食用)。
21、常用仪器联接方法：铁架台：从下向上、从左到右。洗气瓶：长进短出。干燥管：大进小出。U型管：左进右出。
22、实验评价因从以下几个方面去考虑：理论上是否正确；操作上是否简便、安全；经济上是否合理；是否消耗能量；是否对环境造成污染；产物是否便于分离。
