实验室制取气体的思路：

1．知识要点详解在初中化学中，主要应掌握O₂、H₂、CO₂的实验室制法。可以从制备所需仪器、药品、反应原理、收集方法、实验装置、验满、验纯及操作要点等方面进行比较。通过比较，能够总结和归纳实验室制取气体的思路。即：研究反应原理一根据所选药品的状态和反应条件，选择适当的仪器组成相应的实验装置一根据实验装置的特点，设计合理的实验操作步骤，预测可能的注意事项一根据所制取气体的性质，选择相应的收集、检验、验满及验纯的方法。
实验室制取气体及验证其性质的实验，属于基本操作的简单综合实验。通过对比发生装置和收集装置，总结气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果。

2．设计装置的依据制取气体的装置分两部分：气体发生装置和气体收集装置。
发生装置的选取根据反应条件和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定的。
确定收集装置的原则??气体的收集方法是由该气体的性质，如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。



气体发生装置：

①“固+固”的反应，简称“固体加热型”，装置如图A所示，如用KMnO₄或KClO₃和MnO₂制O₂。
②“固+液”的反应，简称“固液常温型”，装置如图B、C、D、E。如用H₂O₂和MnO₂制O₂、用锌粒与稀H₂SO₄制H₂或用CaCO₃与稀盐酸制CO₂。同B装置相比，D装置具有便于添加液体药品，制取的气体量较多的优点；C装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止；E装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。

③“固+液”的反应的发生装置的其他改进：
为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。

当打开弹簧夹时，溶液进入反应器内开始反应；当关闭弹簧夹时，气路不通，反应产生的气体将溶液压出反应器外，液体与同体分离，反应停止。

气体收集装置：

收集装置
选择条件	难溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体。如：H2、 O2、CH4等	不与空气发生反应，密度比空气密度大的气体。如：O2、 CO2等	不与空气发生反应，密度比空气密度小的气体。如：H2、CH4等
说明	①使用排水法收集的气体较纯净，但缺点是会使收集的气体中禽有水蒸气。当导管口有连续均匀的气泡冒出时才开始收集，当有大量气泡从集气瓶口冒出时，表明气体已收集满。 ②用向上排空气法收集气体，应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底，同时应在瓶口盖上玻璃片，以便尽可能地排尽空气，提高所收集气体的纯度。使用排空气法收集的气体比较十燥，但纯度较低，需要验满(可燃性气体则要注意安全，点燃之前一定要验纯，否则有爆炸危险)

药品的选取和实验方案的设计：

(1)可行性：所选取的药品能制得要制取的气体；
(2)药品廉价易得；
(3)适宜的条件：要求反应条件易达到，便于控制；
(4)反应速率适中：反应速率不能太快或太慢，以便于收集或进行实验；
(5)气体尽量纯净；
(6)注意安全性：操作简便易行，注意防止污染。
例如：①实验室制取H₂时选用锌粒，而不用镁条、铁片，原因是镁价格贵且反应速率太快而铁反应速率又太慢；酸选用稀硫酸，而不宜用稀盐酸、浓硫酸，因为用稀盐酸制得的H₂，因混有HCl而不纯，而锌与浓硫酸反应不生成H₂.
②制CO₂时可选用用石灰石(或大理石)与稀盐酸，而不选用Na₂CO₃浓盐酸、稀硫酸，原因是Na₂CO₃，反应速率太快，浓盐酸易挥发出HCl气体，稀硫酸反应不能进行到底，也不能煅烧石灰石，因为条件不易达到，不呵操作；
④用KClO₃、过氧化氢制O₂时，要加少量的MnO₂，作催化剂，以加快反应的速率

实验室制取气体的实验操作程序：

实验室制取气体存选择好药品、仪器后操作的一般程序：
(1)组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行；
(2)检查装置气密；
(3)装药品：若是固体跟液体反应，一般是是先装入固体再加入液体；
(4)准备收集装置：若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；
(5)制取气体；
(6)收集气体并验满；
(7)拆洗仪器。
注意：①给同体加热时．试管口要略向下倾斜；
②用加热KMnO₄或KClO₃(MnO₂作催化剂)的方法制取O₂，若用排水法收集，实验完毕时应先把导管移出水槽再移走酒精灯；
③固体跟液体反应制取气体时，要注意长颈漏斗末端要插入液面以下进行液封，以防漏气。

装置的选取与连接：

实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：



气体净化的几种方法：

(1)吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如除去CO中混有的少量CO₂，可先用浓NaOH溶液吸收CO₂，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常用吸收剂如下表：

吸收剂	吸收的气体杂质	吸收剂	吸收的气体杂质
水	可溶性的气体：HCl，NH3	NaOH	CO2，HCl，H2O
无水CuSO4	H2O	碱石灰	CO2,HCl ,H2O
灼热的铜网	O2	NaOH	CO2,HCl
灼热的CuO	H2，CO	浓硫酸	H2O

(2)转化法：通过化学反血，将杂质气体转化为所要得到的气体：如除去CO₂中的CO，可将混合气体通过足量的灼热CuO+COCu+CO₂

气体的干燥：

气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂的状念决定．
(1)常见的干燥剂

干燥剂			可干燥的气体	不可干燥的气体
名称或化学式	酸碱性	状态
浓H2SO4	酸性	液体	H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CO	NH3
固体NaOH、生石灰，碱石灰（氢氧化钠和生石灰的混合物）	碱性	固态	H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等	CO2、SO2、HCl
无水CaCl2	中性	固态	除NH3外的所有气体	NH3

(2)干燥装置的选择
①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是 “长进短出”，如下图A。
②除杂试剂为同体时，常选用干燥管(球形或u 形)，气体一般是“大进小出”，如下图B、C。
③需要通过加热与固体试剂发生化学反应除去的气体，常采用硬质玻璃管和酒精灯，如下图D。


装置连接顺序的确定规律：

(1)除杂和干燥的先后顺序
①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。原因：从溶液中出来的气体通常混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去CO中混有的CO₂和水蒸气，应将气体先通过。NaOH溶液，再通过浓H₂SO₄。
②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。如除去CO₂中混有的CO和水蒸气，应将气体先通过浓H₂SO₄，再通过灼热的CuO。
(2)除去多种杂质气体的顺序一般是先除去酸性较强的气体。如N2中混有 HCl、H₂O(气)、O₂时，应先除去HCl，再除去水，最后除去O₂(用灼热的铜网)。
(3)检验多种气体的先后顺序(一般先验水蒸气)：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO₂和水蒸气时，应先通过无水CuSO₄。检验水蒸气，再通过澄清的石灰水检验CO₂.

确定气体收集方法的技巧：

（1）排水集气法适用于“不溶于水且小与水反应的气体”，如下图A。
（2）向上排空气法适用于“密度比空气大且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量大于29的气体)，如下图B。
（3）向下排空气法适用于“密度比空气小且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量小于29的气体)，如下图C。

（4）不能用排空气法收集的气体
①气体的密度与空气的密度相近时不能用排空气法收集
②当气体与空气中某一成分反应时不能用排空气法收集
（5）有毒气体收集方法的确定
①有毒，但气体难溶于水时，一般采用排水法收集。如下图D
②有毒，但气体叉易溶于水时，则采用带双孔胶塞(一长一短的导气管)的集气瓶利用排空气法收集该气体，但必须接尾气处理装置，以免多余的有毒气体逸散到空气中污染空气，如收集氨气可用图E。


气体制取实验中关于仪器或装置选择题目的解题技巧：

(1)需要研究气体实验室制法的化学反应原理；
(2)需要研究制取这种气体所应采用的实验装置；
(3)需要研究如何证明制得的气体就是要制取的气体。
根据给出的仪器或装置进行选取时，应明确制取气体的发生装置主要是两套(同体加热型和固液常温型)，依据反应物的状态和反应条件来确定选用哪套发生装置；气体的收集装置主要就是三套(向上排空气法、向下排空气法和排水法)，依据气体的性质来确定选用什么样的收集装置。选择仪器时要注意先对实验原理进行判断，然后再根据原理确定装置所需要的仪器。

实验室制取气体的思路图:

相关初中化学知识点：二氧化碳的性质实验

探究二氧化碳的三个性质实验：

1.证明二氧化碳的密度比空气的大；二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧
2.二氧化碳溶于水显酸性
3.二氧化碳能溶于水


二氧化碳性质探究实验：

1.证明二氧化碳的密度比空气的大；二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧
(1)装置:
(2)现象:蜡烛由低到高依次熄灭
结论：证明二氧化碳的密度比空气的大；二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧

2.二氧化碳溶于水显酸性
(1)装置:
(2)现象:1和4实验中的白花变红,2和3白花不变色
(3)结论：二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红，二氧化碳的水溶液能使紫色石蕊试液变红。
(或二氧化碳溶于水显酸性)

3.二氧化碳能溶于水
(1)装置：
(2)现象：塑料瓶变瘪
(3)结论：二氧化碳能溶于水。


相关初中化学知识点：化学实验数据的分析

实验过程中的各种测量数据及有关现象，应及时准确而清楚地记录下来。记录实验数据时，要有严谨的科学态度，要实事求是，切忌夹杂主观因素，决不能随意拼凑或伪造数据。


常见的易混易错的数据：
1. 托盘天平称量的质量只能精确到小数点后1位。

2. 量筒测量溶液的体积，精确到小数点后1位。

3. 温度计测量的温度数据精确到小数点后1位。

4. pH试纸测量溶液的pH值只能精确到整数位。


相关初中化学知识点：家庭小实验、趣味实验

“家庭小实验”是指利用家庭生活用品来进行化学实验，从而对化学进行学习和探讨的活动。它具有趣味性、探究性、规范性、普及性等特点。


常见的家庭小实验：
（1）

序号	1
实验名称	点不着的“纸”
家庭用到的实验器材及药品	铜棒两张相同的长条白纸火柴
实验步骤	1、用火柴直接点其中的一张纸条； 2、将另一张纸条先以螺旋形紧紧地缠绕在铜棒上，再去点燃；
实验现象	1、纸条迅速燃烧 2、纸条没有燃烧
实验结论	因为铜具有良好的导热性，将加热处的热量迅速传导散失，使其温度达不到纸条的着火点而点不着。
注意事项	铜棒是金属，有良好的导热性，注意勿烫手。

（2）

序号	2
实验名称	“神奇”的手帕
家庭用到的实验器材及药品	酒精的水溶液（1：1）棉手帕钳子（两只）火柴
实验步骤	把棉手帕放入用酒精与水以1：1配成的溶液里浸透，然后轻挤，用两只钳子分别夹住手帕两角，放到火上点燃，等火焰减小时迅速摇动手帕，使火焰熄灭。
实验现象	手帕依旧完好如初。
实验结论	燃烧时，酒精的火焰在水层外，吸附在纤维空隙里的水分吸收燃烧放出的热量而蒸发，手帕上的温度达不到纤维的着火点，因而手帕烧不坏。
注意事项	由于火焰温度较高，注意别烧伤手及对着其他人，且远离其它可燃物。

（3）

序号	3
实验名称	金属性质“谁更强”
家庭用到的实验器材及药品	白醋、铝片、铁片、铜片、剪刀、砂纸、玻璃杯
实验步骤	1、用三个小玻璃杯各取适量白醋，用砂纸把三种金属打磨光亮，再用剪刀剪三种金属少量分别加入白醋中； 2、用剪过剩下的铝片放入放铁的杯子中，充分振荡；
实验现象	1、放铝和铁的杯子中产生气泡，放铜的杯子中没有，且放铁的杯子中溶液颜色变为浅绿色； 2、铝片表面出现灰黑色固体，且溶液颜色由浅绿色变为无色；
实验结论	1、铝和铁的活动性都比铜强； 2、铝的活动性大于铁；所以：铝＞铁＞铜
注意事项	观察颜色的变化要仔细呦！

（4）

序号	4
实验名称	自制碳酸饮料
家庭用到的实验器材及药品	凉开水250克、柠檬汁1.5克、白糖8克、小苏打（NaHCO3）1.5克、500ml饮料瓶、适量果汁
实验步骤	1、在约500mL的饮料瓶中加入约8克白糖和适量果汁；2、加入约1.5g小苏打；3、注入凉开水；4、再加入约1.5g柠檬汁；5、立即旋紧瓶盖，摇匀，放入冰箱。半小时后，你就可以喝到清凉甘甜的汽水了。
实验现象	1、产生气泡； 2、气泡消失。
实验结论	1、碳酸氢钠与柠檬酸反应，生成二氧化碳； 2、二氧化碳与水反应生成碳酸，即碳酸饮料。
注意事项	原料的量，根据口味不同，适当可以调整呦！

（5）

序号	5
实验名称	“切断”的烛焰
家庭用到的实验器材及药品	粗铜丝（多股）蜡烛火柴
实验步骤	1、用粗铜丝绕成一个内径比蜡烛直径稍小点的线圈，圈与圈之间需有一定的空隙；2、点燃蜡烛，把铜丝制成的线圈放在火焰的中间。
实验现象	铜圈上方的火焰被“切断”，下方的火焰正常燃烧。
实验结论	铜具有良好的导热能力。当铜丝罩在蜡烛火焰的中间时，上方火焰的热量被铜丝带走，使蜡烛火焰上方的温度低于其着火点，上方火焰就熄灭了。
注意事项	小心烫手呦！

（6）

序号	6
实验名称	瓶“吃”鸡蛋
家庭用到的实验器材及药品	熟鸡蛋白醋广口瓶蘸有酒精的棉球火柴镊子
实验步骤	1、将熟鸡蛋浸在白醋中，待鸡蛋壳变软后，将蛋取出；2、找一个瓶口略比鸡蛋小的广口瓶，往广口瓶中投入一燃着的酒精棉球，迅速将鸡蛋的小头对准瓶口。
实验现象	1、鸡蛋壳表面产生许多气泡； 2、鸡蛋很快被吸入瓶中。
实验结论	酒精燃烧消耗瓶中氧气，瓶中压强低于外界大气压，外界气压把鸡蛋压入瓶中。
注意事项	注意鸡蛋放入瓶口的时机；瓶中的鸡蛋可能会变硬。

（7）

序号	7
实验名称	水变“汽水”
家庭用到的实验器材及药品	白醋（CH3COOH）碱面（Na2CO3）自来水玻璃棒细玻璃杯
实验步骤	1、取适量碱面溶于水，用玻璃棒搅拌，形成澄清液体；2、倒入白醋。
实验现象	可看到有大量气泡从液体中涌出，犹如“汽水”一般。
实验结论	碳酸钠与醋酸反应生成二氧化碳气体。
注意事项	白醋与碱面的量，可以自己控制呦！

（8）

序号	8
实验名称	水变“牛奶”
家庭用到的实验器材及药品	碱面生石灰自来水玻璃棒细玻璃杯
实验步骤	1、取适量碱面和生石灰，分别溶于水，用玻璃棒搅拌，取上层清液于两细玻璃杯中；2、把一细玻璃杯中的液体倒入另一细玻璃杯中。
实验现象	产生像“牛奶”一样的白色浑浊。
实验结论	1、生石灰与水反应生成氢氧化钙； 2、碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙难溶于水。
注意事项	因为石灰有腐蚀性，在配制石灰水时，注意安全，防止溅到皮肤、衣服，特别是眼睛。

（9）

序号	9
实验名称	硬、软水检验
家庭用到的实验器材及药品	洗洁精家用饮水玻璃杯筷子
实验步骤	1、用玻璃杯取小半杯家用饮水； 2、挤倒5-6滴洗洁精，用筷子搅拌；
实验现象	1、若产生大量泡沫，且无垢状物； 2、若几乎没有泡沫，且产生许多垢状物；
实验结论	1、家用饮水是软水； 2、家用饮水是硬水。
注意事项	洗洁精也可用肥皂水代替。

（10）

序号	10
实验名称	瓶“吐”鸡蛋
家庭用到的实验器材及药品	吸滤瓶（可到化学仪器商店购买）去壳熟鸡蛋注射器胶皮管纯碱(Na2CO3)白醋
实验步骤	1、把去壳熟鸡蛋放入口径比鸡蛋略小的吸滤瓶中，让鸡蛋堵住瓶口，保持瓶口向下；2、用注射器从导管注入饱和Na2CO3溶液；3、再用注射器注入白醋；
实验现象	1、会产生许多气泡； 2、鸡蛋被吐了出来。
实验结论	Na2CO3溶液与醋酸反应产生二氧化碳，使瓶中的压强增大，把鸡蛋压出来。
注意事项	Na2CO3溶液和白醋的量尽可能多一些。

（11）

序号	11
实验名称	鸡蛋“煮熟”之谜
家庭用到的实验器材及药品	鸡蛋玻璃杯生石灰（CaO）自来水
实验步骤	在玻璃杯里放入适量生石灰粉末，鸡蛋放在上面，然后倒水浸没鸡蛋。
实验现象	产生大量白雾；过一会儿，鸡蛋被煮熟。
实验结论	CaO与水反应生成熟石灰Ca(OH)2，同时放出大量的热量。
注意事项	1Kg氧化钙和水反应，产生的热量可以烧开近两热水瓶的水。

（12）

序号	12
实验名称	自制喷泉
家庭用到的实验器材及药品	稀硫酸锌片红墨水广口瓶（两个）导管尖嘴玻璃管胶皮管长颈漏斗橡皮塞
实验步骤	取两只广口瓶，按图示装配好，右瓶的水中滴几滴红墨水，左瓶中放入锌片，从长颈漏斗中注入稀硫酸。
实验现象	左瓶中产生气泡；尖嘴玻璃管处像喷泉一样喷出红色的水。
实验结论	稀硫酸与锌反应生成氢气，氢气难溶于水，右瓶中压强增大，把水压进玻璃管中，形成喷泉。
注意事项	装置不能漏气；长颈漏斗下端要浸没在液体以下。

（13）

序号	13
实验名称	铁树“开花”
家庭用到的实验器材及药品	铁丝果导片浓氨水棉球
实验步骤	1、把果导片捣碎，加入足量水，搅拌，静置，取上层液体得酚酞试液；2、把铁丝编成树状，把沾有酚酞的棉球挂在铁树枝上；3、把铁树放在敞口的盛有浓氨水的瓶口上方。
实验现象	一会儿，可看到棉球变成了红色，整个铁树就像开花了一样。
实验结论	浓氨水有强烈的挥发性，挥发出的氨气使无色酚酞试液变红。
注意事项	浓氨水挥发出的氨气有毒，尽量带上口罩。

（14）

序号	14
实验名称	变“瘪”的瓶子
家庭用到的实验器材及药品	雪碧饮料塑料瓶水带导管的单孔橡皮塞
实验步骤	1、在塑料瓶里放入约1/3的水；2、用带导管的单孔橡皮塞塞住雪碧瓶口，导管另一端放进塑料瓶里；3、一段时间后，盖紧瓶盖，用力振荡塑料瓶。
实验现象	塑料瓶变瘪了。
实验结论	雪碧饮料里产生大量气泡，那是二氧化碳，与水反应后，塑料瓶内的压强减小，外界气压把塑料瓶子压瘪了。
注意事项	向塑料瓶里通气体的时间要长一些，必要时可轻轻摇晃雪碧瓶。

（15）

序号	15
实验名称	巧除水垢
家庭用到的实验器材及药品	白醋炊壶（内有大量的“茶碱”）清水
实验步骤	取一内有大量“茶碱”的炊壶，向里倒入约50?100毫升白醋，左右旋转炊壶，让白醋接触“茶碱”，过一会，用较多的清水冲洗。
实验现象	1、“茶碱”处产生许多气泡； 2、“茶碱”逐渐脱落。
实验结论	“茶碱”不溶于水，但能与醋酸反应，生成二氧化碳气体和能溶于水的物质，被清水冲洗掉。
注意事项	用白醋浸泡的时间不宜太长，防止与铝或铁反应损坏炊壶。

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