初中化学常见气体制备的装置及方法.doc

发生装置
注意事项及优缺点
适用于固+液不加热型制取气体

注意：导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出。

缺点：不便于添加液体药品

注意：①长颈漏斗下端应插入液面以下，目的是防止气体从长颈漏斗中逸出。(固体放有孔塑料板上)
②导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出。
优点：①可以随时添加液体药品；
②控制反应速率；
③可以控制反应的随时发生和停止；（当需要反应发生时打开弹簧夹b，不需要时关闭弹簧夹b）
初中化学实验室制取气体的原理及装置
初中化学实验室制取气体的原理及装置

一、 发生装置的选择依据

发生装置
注意事项及优缺点

适用于固体+固体加热型制取气体

①试管固定在铁架台上时，要注意试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管；②铁夹应夹在试管中上部（距试管口约1/3处），防止试管因受热不均匀而破裂。③加热时要先给试管预热，然后在药品的部位集中加热，防止试管局部受热而炸裂。④用排水法收集，刚开始有气泡的时候不能收集，要等到有大量气泡连续均匀的冒出时，才开始收集⑤用排水法收集时，收集完氧气后，应该先把导管移出水槽，再熄灭酒精灯。否则水槽中的水倒流到试管中，使试管炸裂。

同上，此外①用高锰酸钾制取氧气时，应在试管口放一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导管。②导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出；③加热时用酒精灯外焰加热。
适用于固+液不加热型制取气体

注意：①长颈漏斗下端应插入液面以下，目的是防止气体从长颈漏斗中逸出。
②导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出。
优点：可以随时添加液体药品

注意：①导管稍微伸出橡皮塞一点即可，便于气体排出。
②分液漏斗与长颈漏斗有区别有一个活塞，分液漏斗下端不需要插到液面以下

优点：①控制反应速率
②可以控制反应的随时发生和停止。
③可以随时添加液体药品
二、收集装置的选择依据

收集装置
气体性质
举例
优缺点
排水集气法

不易溶于水或难溶于水，且不与水反应。
氧气（O2）
氢气（H2）、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)等
收集气体较纯，但含有水蒸气不够干燥

向上排空气法

密度比空气大，不与空气反应
氧气（O2）、二氧化碳(CO2)等
纯度不高，但气体较干燥
向下排空气法

密度比空气小，不与空气反应。
氢气（H2）

收集装置
注意事项
此装置既可用收集密度比空气大气体，也可以收集密度比空气小的气体

①收集密度比空气大的气体时应该长进短出即气体从c端进去，空气从d端排出。②收集密度比空气小的气体时应该短进长出即气体从d端进去，空气从c端排出。
此装置可用于测量气体体积也可用于排水收集气体

①用此装置收集气体相当于排水集气法，应该短进长出，即气体从f端进去，水从e端排出。（水始终与导管接触）②用此装置测量气体体积时，气体从f端进，e端连接量筒，量筒中水的体积就是气体的体积

初中常见气体的制取
一、氧气的制取
（一）、实验室制取氧气
1.用过氧化氢溶液制取氧气
（1） 药品：过氧化氢溶液、二氧化锰
（2） 反应原理：文字表达式：过氧化氢 二氧化锰
水+氧气
符号表达式 ： H2O2MnO2
H2O+O2
化学方程式： 2H2O2MnO2
2 H2O+ O2↑
（3） 发生装置：C或D或E或F （固体+液体不加热型）
（4）收集装置：G排水集气法（因为氧气不易溶于水）或H向上排空气法（因为氧气密度比空气略大）
2.用氯酸钾制取氧气
（1）药品：氯酸钾、二氧化锰
（2）反应原理：氯酸钾
氯化钾+氧气
二氧化锰
加热

（3）发生装置：A
3.用高锰酸钾制取氧气
（1）药品：高锰酸钾
（2）反应原理：高锰酸钾加热
锰酸钾+二氧化锰+氧气
KMnO4 △
K2MnO4+MnO2+O2
2KMnO4 △
K2MnO4+MnO2+O2↑
(3)发生装置：B
4. 检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃说明该瓶内的气体是氧气
5. 验满方法：用排水法收集时，当集气瓶口有大量气泡冒出时，说明该瓶内的气体已满；用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃说明瓶内气体已满。
7.装置气密性的检查：如下图所示
把导管的一段浸入水中，双手紧握试管外壁，如果导管口有气泡冒出（松开手后，有少量水进入导管），证明装置不漏气。
（8）实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄
（二）、氧气的工业制法
分离液态的空气（物理变化）
二、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）、稀盐酸
2.反应原理：碳酸钙+盐酸氯化钙+水+二氧化碳
符号表达式： CaCO3+HClCaCl2+H2O+CO2↑
化学方程式：CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
3.发生装置： C或D或E或F （固体+液体不加热型）
4.收集装置： H向上排空气法（因为二氧化碳密度比空气大）
5.检验方法：把产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，若石灰水变浑浊，则证明生成的气体是CO2。化学方程式：CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O
6.验满方法：用一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条立即熄灭，则证明瓶内已充满CO2，否则说明CO2没有收集满。
7.注意事项：①不选用碳酸钠制取二氧化碳的原因：与酸反应速度过快，难以控制
②不选用稀硫酸制取二氧化碳的原因：生成微溶性固体硫酸钙，它覆盖在大理石或石灰石表面，使酸与大理石或石灰石脱离接触，导致反应太缓慢。③不选用浓盐酸制取二氧化碳的原因：浓盐酸具有挥发性，导致收集到的二氧化碳不纯。④在实验前要检验装置的气密性
8.二氧化碳的化学性质：①不支持燃也不能燃烧；
②能使石灰水变浑浊CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O；
③能使石蕊溶液变红色CO2+H2O H2CO3（与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性）；加热溶液后溶液从红色变回紫色H2CO3△
H2O+CO2↑（碳酸不稳定受热易分解）；加入活性炭后溶液变无色（活性炭具有吸附性）。
④二氧化碳通过灼热的炭层会转化成一氧化碳。CO2+C高温
2CO
9.用途: 灭火; 干冰(固体二氧化碳) 致冷剂.人工降雨
10.除去二氧化碳中含有的少量一氧化碳，实验方法为：混合气体通过灼热的氧化铜。
除去一氧化碳中含有的少量二氧化碳，实验方法为：混合气体通过足量的澄清石灰水。
（二）、二氧化碳的工业制法
高温煅烧石灰石：碳酸钙氧化钙+二氧化碳
CaCO3CaO+CO2↑
CaCO3CaO+CO2↑
三、氢气的实验室制法
1.药品、锌粒、稀硫酸
2.反应原理：锌+稀硫酸硫酸锌+氢气
Zn+H2SO4ZnSO4+H2
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
3.发生装置：C或D或E或F（固体+液体不加热型）
4.收集装置：I向下排空气法（因为氢气的密度比空气小）或G排水集气法（因为氢气难溶于水）
5. 验满方法：用向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住管口，管口向下移近火焰，若发出尖锐爆鸣声表示不纯，若发出轻微的“噗”声，表明已纯。
6.注意事项：①不能用镁：反应速度太快；②不能用铁：反应速度太慢；不能用铜，因为不反应
③实验前检查装置的气密性。
④点燃前应先检验氢气的纯度。
用氢气还原金属氧化物的装置及步骤
以用氢气还原氧化铜为例

一、实验装置图

二、实验步骤
通、点、停、通
1.通氢气排尽玻璃管内的空气（防止氢气混有空气受热发生爆炸）
2.点燃酒精灯加热氧化铜
3.当黑色粉末全变成红色后停止加热（即熄灭酒精灯）
4.继续通氢气至试管冷却。（防止还原得到的铜又被氧化）
注：氧化铜为黑色粉末状固体

初中常用知识点
1. 具有还原性的物质：氢气（H2）、一氧化碳（CO）、碳（C）,氢气、一氧化碳为气体 ，碳是黑色固体。
2. 产物水的检验：①在火焰上方罩一个干燥而冷的烧杯，如果烧杯壁上有水珠出现，则证明燃烧产物中有水。②将产物通过无水硫酸铜（无水CuSO4）粉末，若果无水硫酸铜粉末变蓝，则证明产物中有水。
注：无水硫酸铜粉末为白色粉末，遇到水变为蓝色
3. 火焰的颜色：
① 淡蓝色火焰：氢气（H2）、硫（S）在空气中燃烧发出淡蓝色火焰
② 蓝色火焰：一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)在空气中燃烧发出蓝色火焰
③ 蓝紫色火焰：硫(S)在纯净的氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。
4. 污染空气的气体：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)
5. 导致酸雨的气体：二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)
6. 气体特征
① 有刺激性气味的气体：氯化氢(HCl)、二氧化硫(SO2)、氨气(NH3)
② 有颜色的气体：氯气(Cl2)是黄绿色、二氧化氮(NO2)是红棕色
③ 无色无味的气体：氧气（O2）、氢气(H2)、氮气(N2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)

初中上学期主要实验
1.空气中氧气的含量测定实验。
 现象：红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量热；打开弹簧夹后，烧杯中的水沿导气管进入集气瓶中，至约占集气瓶内空间的1/5。
结论： 通过实验得知，空气中氧气的体积约占1/5。 这个实验还可推论出氮气不能支持燃烧；集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升，可以说明氮气不易溶于水。
 通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而在这个实验中，为什么有时气体减少的体积小于1/5呢？导致结果偏低的原因可能有：（1）红磷的量不足；（2）瓶内氧气没有耗尽；（3）装置漏气（如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等），使外界空气进入瓶内；（4）未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内的水的体积减少。
2.电解水
2H2O 2e石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质．请你写出划线部分通2e石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质．请你写出划线部分电
2H2↑+O2↑ （正极产生氧气，负极产生氢气）
现象：两电极产生气泡，B试管中气体是氧气，A试管中气体是氢气
V正极：V负极=1：2
水的组成:水是由氢元素和氧元素组成的。
3. 用木炭还原氧化铜的实验如图．（1）酒精灯加灯罩的目的为了提高温度
为了提高温度
（2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是
试管①中的空气受热膨胀进入试管②中产生气泡试管①中的空气受热膨胀进入试管②中产生气泡
（3）继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质．请你写出化学方程式：CO2+Ca（OH2═CaCO3↓+H2O 2CuO+C2e石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质．请你写出划线部分高温
2Cu+CO2↑
2CuO+C 2Cu+CO2↑
（4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出．这样操作的原因是防止灼热的铜被氧化
4.燃烧条件的探究p课本124页 至125页 5.过滤p课本55页
防止灼热的铜被氧化