實驗室制氣裝置的原理

1. 高中階段化學實驗室制氣體詳情

H2
制氣原理 金屬+酸=鹽+H2
葯品 鋅 稀硫酸/稀鹽酸
方程式 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
裝置 s+l→g
除雜（標雜質）濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 向下排空氣法
驗滿 排水法
尾氣處理 點燃
CO2
制氣原理 碳酸鹽+強酸=CO2+H2O+鹽
葯品 稀鹽酸和大理石
方程式 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
裝置 s+l→g
除雜（標雜質） 濃硫酸（水蒸氣），碳酸鈉（鹽酸）
乾燥 濃硫酸
收集 向上排空氣法
驗滿 用燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅說明已集滿
尾氣處理 無需處理
O2
制氣原理 氯酸鉀二氧化錳催化=氯化鉀+氧氣
葯品 氯酸鉀 二氧化錳
方程式 2KClO3=（MnO2）2KCl+3O2↑
裝置 s+s→g
除雜（標雜質）鹼石灰(水蒸氣、CO2)
乾燥 鹼石灰
收集 向上排空氣法
驗滿 用帶火星的木條放在瓶口處，若木條立即復燃且燃燒旺盛，則氧氣已滿
尾氣處理 無需處理
Cl2
制氣原理 氧化還原
葯品 濃鹽酸 二氧化錳
方程式 4HCl(濃)＋MnO2 （加熱）=MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
裝置 l+s→g
除雜（標雜質）濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 向上排空氣法
驗滿 把濕潤的澱粉KI試紙放在瓶口,若試紙變藍,則Cl2已滿
尾氣處理 通入氫氧化鈉溶液
CH2=CH2
制氣原理 脫水
葯品 乙醇+濃硫酸
方程式 CH3CH2OH→濃硫酸、170℃→CH2=CH2↑+H2O
裝置 l+l→g
除雜（標雜質） 濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 排水法
驗滿 水排出
尾氣處理 點燃
NO
制氣原理 脫水
葯品 濃硫酸+甲酸
方程式 HCOOH =H2SO4/△= CO↑ + H2O
裝置 l+l→g
除雜（標雜質） 濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 排水法
驗滿 水排出
尾氣處理 點燃
SO2
制氣原理 強酸制弱酸
葯品 硫酸鈉+濃硫酸
方程式 Na2SO3+H2SO4(濃)==Na2SO4+H2O+SO2↑
裝置 l+l→g
除雜（標雜質） 濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 排飽和亞硫酸氫鈉溶液
驗滿 液體排出
尾氣處理 通入氫氧化鈉溶液
HCl
制氣原理 強酸制弱酸
葯品 氯化鈉固體+濃硫酸
方程式 NaCl+H2SO4(濃)=NaHSO4+HCl↑
裝置 l+s→g
除雜（標雜質）濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 向上排空氣法
驗滿 集氣瓶口放一濕潤的紫色的石蕊試紙，試紙變紅說明集氣瓶中已收滿
尾氣處理 通入氫氧化鈉溶液
CH三CH
制氣原理 置換
葯品 電石+水
方程式 CaC2 + 2H2O=C2H2↑ + Ca(OH)2
裝置 l+s→g
除雜（標雜質） 濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 排水法
驗滿 水排出
尾氣處理 點燃
NO2
制氣原理 銅具有還原性
葯品 銅+濃硝酸
方程式 Cu+4HNO3(濃)=加熱 Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
裝置 s+l→g
除雜（標雜質）濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 向上排空氣法
驗滿 紅棕色氣體瓶口出現紅棕色即收集滿
尾氣處理 濃氫氧化鈉溶液吸收
H2S
制氣原理 強酸與強鹼的復分解反應
葯品 硫化鐵+鹽酸
方程式 FeS+2HCl=== FeCl2+H2S↑
裝置 s+l→g
除雜（標雜質） 濃硫酸（水蒸氣）
乾燥 濃硫酸
收集 排飽和的硫氫化鈉的水溶液
驗滿 溶液排出
尾氣處理 通入氫氧化鈉溶液

2. 求製取二氧化碳、氫氣、氧氣、氯氣、氨氣的實驗裝置、反應原理和收集方法

製取CO2
裝置：廣口瓶、長頸漏斗、集氣瓶。
葯品：大理石（或石灰石）、稀鹽酸。
原理：強酸置弱酸
收集方法：向上排空氣法
製取H2
裝置：啟普發生器、大試管、長頸漏斗、集氣瓶、
水槽、帶橡皮塞的導管、酒精燈、小試管
葯品：除Na,K,Ca外的相對活潑的金屬，稀HCL或稀H2SO4（不可以用HNO3）
原理：用活潑金屬置換出H2
收集方法：排水或向下排空氣
製取O2
裝置：鐵架台（含鐵夾）、大試管、集氣瓶、玻璃片、
帶導管的橡皮塞、水槽（有水）酒精燈。葯品：氯酸鉀和二氧化錳（或高錳酸鉀）。
原理：2KCLO3=2KCL+3O2
收集方法：排水法（因為O2的密度和空氣差不多，所以不能用排空氣法）
製取CL2
裝置：分液漏斗，圓底燒瓶，導管，酒精燈，集氣瓶，鐵架台，盛有飽和氫氧化鈉溶液的燒杯，盛有濃硫酸的集氣瓶(不要裝滿)，盛有飽和食鹽水的集氣瓶．
葯品：濃鹽酸，二氧化錳
原理：MnO2+4HCl=（加熱）MnCl2+Cl2+2H20
收集方法：先通入飽和食鹽水（除去揮發的HCL），再用向上排空氣法
製取NH3
裝置：和製取O2的相同。葯品：氯化銨固體，氫氧化鈣固體（不可以使用硝酸銨）
原理：2NH4CL
+
Ca(OH)2
===
CaCL2
+
2NH3
+
2H2O
收集方法：
用向下排氣法取氣法收集。

3. 實驗室製取氣體的裝置

製取氣體裝置：

1. 固固加熱型

(4)的注意事項：

①絕對禁止向燃著的酒精燈內添加酒精。

②絕對禁止用燃著的酒精燈引燃另一隻酒精燈。

③禁止用嘴吹滅酒精燈。加熱結束時，酒精燈的火焰應該用燈帽蓋滅。

④鐵夾應夾在試管的中上部，大約是距試管口1/3處。

⑤葯品要斜鋪在在試管底部，便於均勻受熱。

⑥試管口要略向下傾斜，防止冷凝水迴流熱的試管底部使試管炸裂。

⑦試管內導管應稍露出膠塞即可。如果太長，不利於氣體排出。

4. 高中化學實驗制備氣體原理總結

1.常見氣體的製取和檢驗（轉）
⑴氧氣
製取原理——含氧化合物自身分解
製取方程式——2KClO3 2KCl+3O2↑
裝置——略微向下傾斜的大試管,加熱
檢驗——帶火星木條,復燃
收集——排水法或向上排氣法
⑵氫氣
製取原理——活潑金屬與弱氧化性酸的置換
製取方程式——Zn+H2SO4 === H2SO4+H2↑
裝置——啟普發生器
檢驗——點燃,淡藍色火焰,在容器壁上有水珠
收集——排水法或向下排氣法
⑶氯氣
製取原理——強氧化劑氧化含氧化合物
製取方程式——MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
裝置——分液漏斗,圓底燒瓶,加熱
檢驗——能使濕潤的藍色石蕊試紙先變紅後褪色;
除雜質——先通入飽和食鹽水(除HCl),再通入濃H2SO4(除水蒸氣)
收集——排飽和食鹽水法或向上排氣法
尾氣回收——Cl2+2NaOH=== NaCl+NaClO+H2O
⑷硫化氫
①製取原理——強酸與強鹼的復分解反應
②製取方程式——FeS+2HCl=== FeCl2+H2S↑
③裝置——啟普發生器
④檢驗——能使濕潤的醋酸鉛試紙變黑
⑤除雜質——先通入飽和NaHS溶液(除HCl),再通入固體CaCl2(或P2O5)(除水蒸氣)
⑥收集——向上排氣法
⑦尾氣回收——H2S+2NaOH=== Na2S+H2O或H2S+NaOH=== NaHS+H2O
⑸二氧化硫
①製取原理——穩定性強酸與不穩定性弱酸鹽的復分解
②製取方程式——Na2SO3+H2SO4=== Na2SO4+SO2↑+H2O
③裝置——分液漏斗,圓底燒瓶
④檢驗——先通入品紅試液,褪色,後加熱又恢復原紅色;
⑤除雜質——通入濃H2SO4(除水蒸氣)
⑥收集——向上排氣法
⑦尾氣回收——SO2+2NaOH=== Na2SO3+H2O
⑹二氧化碳
①製取原理——穩定性強酸與不穩定性弱酸鹽的復分解
②製取方程式——CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
③裝置——啟普發生器
④檢驗——通入澄清石灰水,變渾濁
⑤除雜質——通入飽和NaHCO3溶液(除HCl),再通入濃H2SO4(除水蒸氣)
⑥收集——排水法或向上排氣法
⑺氨氣
①製取原理——固體銨鹽與固體強鹼的復分解
②製取方程式——Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+NH3↑+2H2O
③裝置——略微向下傾斜的大試管,加熱
④檢驗——濕潤的紅色石蕊試紙,變藍
⑤除雜質——通入鹼石灰(除水蒸氣)
收集——向下排氣法
⑻氯化氫
①製取原理——高沸點酸與金屬氯化物的復分解
②製取方程式——NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl↑
③裝置——分液漏斗,圓底燒瓶,加熱
④檢驗——通入AgNO3溶液,產生白色沉澱,再加稀HNO3沉澱不溶
⑤除雜質——通入濃硫酸(除水蒸氣)
⑥收集——向上排氣法
⑼二氧化氮
①製取原理——不活潑金屬與濃硝酸的氧化—還原;
②製取方程式——Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
③裝置——分液漏斗,圓底燒瓶(或用大試管,錐形瓶)
④檢驗——紅棕色氣體,通入AgNO3溶液顏色變淺,但無沉澱生成
⑤收集——向上排氣法
⑥尾氣處理——3NO2+H2O===2HNO3+NO
NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O
⑩一氧化氮
①製取原理——不活潑金屬與稀硝酸的氧化—還原;
②製取方程式——Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③裝置——分液漏斗,圓底燒瓶(或用大試管,錐形瓶)
④檢驗——無色氣體,暴露於空氣中立即變紅棕色
⑤收集——排水法
⑾一氧化碳
①製取原理——濃硫酸對有機物的脫水作用
②製取方程式——HCOOHCO↑+H2O
③裝置——分液漏斗,圓底燒瓶
④檢驗——燃燒,藍色火焰,無水珠,產生氣體能使澄清石灰水變渾濁
⑤除雜質——通入濃硫酸(除水蒸氣)
⑥收集——排水法
⑿甲烷
①製取方程式——CH3COONa+NaOH CH4↑+Na2CO3
②裝置——略微向下傾斜的大試管,加熱
③收集——排水法或向下排空氣法
⒀乙烯
①製取原理——濃硫酸對有機物的脫水作用
②製取方程式——CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O
③裝置——分液漏斗,圓底燒瓶,加熱
④除雜質——通入NaOH溶液(除SO2,CO2),通入濃硫酸(除水蒸氣)
收集——排水法
⒁乙炔
①製取原理——電石強烈吸水作用
②製取方程式——CaC2+2H2OCa(OH)2+CH CH↑
③裝置——分液漏斗,圓底燒瓶(或用大試管,錐形瓶)
④檢驗——無色氣體,能燃燒,產生明亮的火焰,並冒出濃的黑煙
⑤除雜質——通入硫酸銅溶液(除H2S,PH3),通入濃硫酸(除水蒸氣)
收集——排水法或向下排氣法
2.一些快速製法(即無需加熱)(手打版)
1.O2 2H2O2=催化劑MnO2==2H2O+O2
2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- +O2
2.Cl2 KMnO4與濃鹽酸
16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2
3.HCl 將濃硫酸逐滴加入濃HCl中
4.NH3 將CaO或者Ca(OH)2或者NaOH（皆為固體）加入濃氨水 加氧化鈣是利用其與水反應消耗水且放熱 加Ca(OH)2或者NaOH利用其與水反應放熱
5.H2 NaH+H20→NaOH+H2↑(較少考，但03年上海考過)

5. 三種實驗室製取氧氣方法的原理

氯酸鉀在二氧化錳催化作用下,加熱分解為氯化鉀和氧氣：
2KClO3=（MnO2）2KCl+3O2↑
高錳酸鉀在加熱的條件下,分解為錳酸鉀、二氧化錳和氧氣：
2KMnO4=（加熱）K2MnO4+MnO2+O2↑
電解水生成氫氣和氧氣：
2H2O=2H2↑+O2↑
反應原理：
1、加熱氯酸鉀製取氧氣
發生裝置和收集裝置：和加熱高錳酸鉀製取氧氣的裝置相同。
驗滿：（用排水法收集）如果集氣瓶口有氣泡出現，說明氣體收集滿了。
（用向上排空氣法收集）將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明氧氣收集滿了。
檢驗：將帶火星的木條伸入到集氣瓶內，如果帶火星的木條復燃，說明是氧氣。
2、加熱高錳酸鉀製取氧氣
發生裝置：由於反應物是固體，反應需要加熱，所以選擇加熱固體制備氣體的裝置。
收集裝置：由於氧氣不易溶於水，且不與水發生化學反應，所以可以選擇排水法收集氣體的裝置。
由於氧氣的密度比空氣大，且不與空氣中的成分發生化學反應，所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。
步驟： ①查：檢查裝置的氣密性。
②裝：將高錳酸鉀裝入乾燥的試管，並在試管口放一團棉花，並用帶導管的橡皮塞塞緊試管。
③定：將試管固定在鐵架台上。
④點：點燃酒精燈，試管均勻受熱後，就使酒精燈固定在試管底部加熱。
⑤收：根據所選的收集裝置來確定氣體的收集方法。
⑥移：把導管移出水槽。
⑦熄：熄滅酒精燈。
驗滿：（用排水法收集）如果集氣瓶口有氣泡出現，說明氣體收集滿了。
（用向上排空氣法收集）將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果帶火星的木條復燃，說明氧氣收集滿了。
檢驗：將帶火星的木條伸入到集氣瓶內，如果帶火星的木條復燃，說明是氧氣。