微专题1 常见气体的制取与净化
一、实验室制取气体的一般思路
二、实验室制取常见气体的原理
1.实验室制取氧气的原理：
（1）高锰酸钾制取氧气：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）过氧化氢制取氧气：2H2O22H2O+O2↑。
2.实验室制取二氧化碳的原理：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
3.实验室制取氢气的原理：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。
三、发生装置
1.固固加热型
装置图 实例
高锰酸钾制氧气；氯化铵与熟石灰的固体混合物制氨气
注意：①加热时，应先预热，防止试管因受热不均而炸裂，再用酒精灯外焰加热；
②试管口略向下倾斜，目的是防止冷凝水倒流至热的试管底部，使试管炸裂；
③若用加热高锰酸钾的方法制取氧气，则试管口要塞一团棉花，目的是防止加热时试管内的粉末状物质随氧气进入导管，发生堵塞。
2.固液常温型
装置图
特点 装置简单 便于添加液体 可以控制反应速率 可以随时控制反应的发生与停止
注意事项 加入试剂不宜过多，防止产生气体速率过快，使液体溢出试管或使橡胶塞迸出 长颈漏斗下端应伸入液面以下；目的是形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出 长颈漏斗下端要伸入多孔隔板以下；固体试剂要用块状
适用范围 过氧化氢制取氧气、大理石（或石灰石）与稀盐酸制取二氧化碳、锌与稀硫酸制取氢气等
四、收集装置
方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置图
适用范围 不与水反应，难溶或不易溶于水的气体，如O2、H2等 密度比空气大，且不与空气反应的气体，如O2、CO2等 密度比空气小，且不与空气反应的气体，如H2、CH4、NH3等
优缺点 收集的气体较纯净但不干燥 收集的气体较干燥但不纯净
注意事项 待气泡均匀、稳定冒出再收集 导管应伸到接近集气瓶底部，目的是排尽集气瓶内的空气
五、气体的检验与验满
1.检验
气体 检验方法 现象
O2 将带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃
CO2 将气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊
H2 点燃，在火焰上方罩一个干冷的烧杯 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠生成
水蒸气 将气体通过无水CuSO4粉末 白色粉末变蓝
NH3 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 生成有刺激性气味的气体，红色石蕊试纸变蓝
2.验满
（1）氧气：①用排气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，说明已收集满；
②用排水法收集时，当看到有大量较大气泡从集气瓶瓶口冒出，表明已收集满。
（2）二氧化碳：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，说明已收集满。
六、净化与干燥
1.气体的净化
气体净化原则：选择的试剂只和气体杂质反应且不生成新的气体杂质。
吸收法 吸收剂（可吸收的气体杂质）
水（可溶性气体，如HCl、NH3） 灼热的铜网（O2）
灼热的CuO（H2、CO） NaOH（CO2、HCl、H2O）
转化法 通过化学反应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灼热的CuO
2.常见干燥剂及可干燥的气体
（1）浓硫酸：可干燥酸性或中性气体，如CO2、HCl、SO2、H2、O2、CO、CH4等；
（2）氢氧化钠固体、生石灰、碱石灰（NaOH和CaO的混合物）：可干燥碱性或中性气体，如NH3、H2、O2、CO、CH4等。
3.常见的气体净化和除杂装置
七、尾气处理
八、多功能瓶的使用
1.收集气体
排空气法 排水法
收集密度比空气大的气体 短进长出
长进短出 短进长出
收集密度比空气小的气体
短进长出 长进短出
2.检验、干燥、除杂（图1）
3.检验、吸收并集气（图2）
如将含少量CO2的CO气体缓缓通入饱和石灰水中，石灰水检验并吸收CO2，CO贮存在集气瓶中。
1．（2024省卷10题8分）图1是实验室制取常见气体的装置，图2是探究铁生锈条件的实验装置，回答下列问题。
图1 图2
（1）用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，发生装置是B（填字母）。
（2）加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，收集装置是C或E（填字母），检验O2的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明是O2。
（3）装置F中分液漏斗内的试剂是过氧化氢溶液，打开活塞，缓慢滴加试剂，持续反应5分钟后，装置G中的现象是①处光亮的细铁丝发生锈蚀，②处光亮的细铁丝没有锈蚀，达到实验目的。
（4）火星的大气中含有大量CO2，科学家认为人类未来建设火星基地时，能利用火星大气中的CO2制取O2，理论依据是CO2中含有氧元素。
2．（2024广元中考）如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）标号a的仪器名称是长颈漏斗。
（2）选用A、D装置制取氧气的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
（3）在加热的条件下，铜与浓硫酸可反应生成SO2。SO2是一种密度比空气大的有毒气体，其部分化学性质与CO2相似。若要制取SO2，可选择发生装置C（填字母代号）。若用G装置收集SO2，气体应从m（填“m”或“n”）端进入。制取SO2的过程中，为防止污染环境，还应选择E（填字母代号）装置进行尾气处理。
3.（2024黔西南州12题8分）实验室现有下列试剂和仪器：
Ⅰ.试剂：a.浓HCl；b.稀HCl；c.MnO2；d.KMnO4；e.CaCO3；f.28% H2O2；g.KClO3。
Ⅱ.仪器：
回答下列问题：
（1）仪器②的名称是集气瓶。
（2）利用所提供试剂，采取加热方法制取和收集纯度较高的氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，选用的仪器组合是①②③⑤⑧⑨（填序号，下同）。如果选用试剂d（填代号，下同）加热制取氧气，实验时应该在气体发生装置的导管口放一小团棉花防止试剂进入收集容器或堵塞导管。
（3）制取和收集二氧化碳，选用的试剂是be，仪器是②④⑥⑦或①②⑤⑥⑦。若用该装置制取氧气，针对所提供的试剂，实验时需事先在气体发生装置中加入适量水液封进液导管口，这样既能防止气体逸出，还可以降低过氧化氢溶液的浓度，控制反应速率。
4.（2024毕节13题8分）实验室常用下列A、B、C装置制取气体，D、E装置收集气体。
回答下列问题：
（1）C装置中仪器X的名称是铁架台。
（2）用石灰石和稀盐酸作原料制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，选用的收集装置为D（填字母，下同）。
（3）用锌粒和稀硫酸作原料制取氢气，为实现气体随开随用、随关随停，选用的制取装置为B。
（4）实验室用醋酸钠和碱石灰（主要成分是NaOH和CaO）的固体混合物作原料，在加热条件下制取 CH4，选用的制取装置为C，收集装置为E。
（5）如图所示，装置F常用于干燥并收集气体，下列气体中能用它收集的是a。
a.O2 b.CO2 c.H2 d.CH4
5.（2024安顺10题10分）请结合如图1实验装置，回答下列问题。
图1
（1）a仪器的名称是分液漏斗。
（2）加热氯酸钾制O2的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑，选用的发生装置是A（填字母）。可选E装置收集O2，理由是氧气不易溶于水且不与水反应。
（3）实验室制取CO2的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，用C装置制取CO2的优点是可以控制反应的发生与停止。用D装置收集CO2气体，应从b（填“b”或“c”）端通入。
（4）［拓展实验］某同学采用如图2所示装置对H2和CO2的混合气体进行分离。
图2
步骤：关闭活塞K2，打开活塞K1，通入混合气体，可收集到H2；再关闭活塞K1，打开活塞K2，可得到CO2。
①X溶液最好选择a（填字母）；
a.NaOH浓溶液 b.饱和Ca(OH)2溶液
②打开K2后，洗气瓶内可能发生的中和反应的化学方程式是2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O；
③选用稀H2SO4而不用盐酸，可能原因是盐酸具有挥发性，会导致分离出的二氧化碳不纯。微专题1 常见气体的制取与净化
一、实验室制取气体的一般思路
二、实验室制取常见气体的原理
1.实验室制取氧气的原理：
（1）高锰酸钾制取氧气： 。
（2）过氧化氢制取氧气： 。
2.实验室制取二氧化碳的原理： 。
3.实验室制取氢气的原理： 。
三、发生装置
1.固固加热型
装置图 实例
高锰酸钾制氧气；氯化铵与熟石灰的固体混合物制氨气
注意：①加热时，应先预热， ，再用酒精灯外焰加热；
②试管口略向下倾斜，目的是 ；
③若用加热高锰酸钾的方法制取氧气，则试管口要 ，目的是防 。
2.固液常温型
装置图
特点 装置简单 便于添加液体
注意事项 加入试剂不宜过多，防止产生气体速率过快，使液体溢出试管或使橡胶塞迸出 长颈漏斗下端应 ；目的是 长颈漏斗下端要伸入多孔隔板以下；固体试剂要用块状
适用范围 过氧化氢制取氧气、大理石（或石灰石）与稀盐酸制取二氧化碳、锌与稀硫酸制取氢气等
四、收集装置
方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
装置图
适用范围 不与水反应，难溶或不易溶于水的气体，如O2、H2等 密度比空气 ，且不与空气反应的气体，如O2、CO2等 密度比空气 ，且不与空气反应的气体，如H2、CH4、NH3等
优缺点 收集的气体较纯净但不干燥 收集的气体较干燥但不纯净
注意事项 待气泡均匀、稳定冒出再收集 导管应伸到接近集气瓶底部，目的是
五、气体的检验与验满
1.检验
气体 检验方法 现象
O2 木条复燃
CO2 将气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变
H2 点燃，在火焰上方罩一个干冷的烧杯 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有 生成
水蒸气 将 通过 白色粉末变蓝
NH3 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 生成有刺激性气味的气体，红色石蕊试纸变
2.验满
（1）氧气：①用排气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，说明已收集满；
②用排水法收集时，当看到有大量较大气泡从集气瓶瓶口冒出，表明已收集满。
（2）二氧化碳：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，说明已收集满。
六、净化与干燥
1.气体的净化
气体净化原则：选择的试剂只和气体杂质反应且不生成新的气体杂质。
吸收法 吸收剂（可吸收的气体杂质）
水（可溶性气体，如HCl、NH3） 灼热的铜网（O2）
灼热的CuO（H2、CO） NaOH（CO2、HCl、H2O）
转化法 通过化学反应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灼热的CuO
2.常见干燥剂及可干燥的气体
（1）浓硫酸：可干燥 或中性气体，如CO2、HCl、SO2、H2、O2、CO、CH4等；
（2）氢氧化钠固体、生石灰、碱石灰（NaOH和CaO的混合物）：可干燥碱性或 气体，如NH3、H2、O2、CO、CH4等。
3.常见的气体净化和除杂装置
七、尾气处理
八、多功能瓶的使用
1.收集气体
排空气法 排水法
收集密度比空气大的气体 短进长出
长进短出 短进长出
收集密度比空气小的气体
短进长出 长进短出
2.检验、干燥、除杂（图1）
3.检验、吸收并集气（图2）
如将含少量CO2的CO气体缓缓通入饱和石灰水中，石灰水检验并吸收CO2，CO贮存在集气瓶中。
1．（2024省卷10题8分）图1是实验室制取常见气体的装置，图2是探究铁生锈条件的实验装置，回答下列问题。
图1 图2
（1）用大理石和稀盐酸制取CO2的化学方程式 ，发生装置是 （填字母）。
（2）加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为 ，收集装置是 （填字母），检验O2的方法是 。
（3）装置F中分液漏斗内的试剂是 ，打开活塞，缓慢滴加试剂，持续反应5分钟后，装置G中的现象是 ，达到实验目的。
（4）火星的大气中含有大量CO2，科学家认为人类未来建设火星基地时，能利用火星大气中的CO2制取O2，理论依据是 。
2．（2024广元中考）如图是实验室制取气体的常用装置，请回答下列问题：
（1）标号a的仪器名称是 。
（2）选用A、D装置制取氧气的化学方程式为 。
（3）在加热的条件下，铜与浓硫酸可反应生成SO2。SO2是一种密度比空气大的有毒气体，其部分化学性质与CO2相似。若要制取SO2，可选择发生装置 （填字母代号）。若用G装置收集SO2，气体应从 （填“m”或“n”）端进入。制取SO2的过程中，为防止污染环境，还应选择 （填字母代号）装置进行尾气处理。
3.（2024黔西南州12题8分）实验室现有下列试剂和仪器：
Ⅰ.试剂：a.浓HCl；b.稀HCl；c.MnO2；d.KMnO4；e.CaCO3；f.28% H2O2；g.KClO3。
Ⅱ.仪器：
回答下列问题：
（1）仪器②的名称是 。
（2）利用所提供试剂，采取加热方法制取和收集纯度较高的氧气，反应的化学方程式为 ，选用的仪器组合是 （填序号，下同）。如果选用试剂 （填代号，下同）加热制取氧气，实验时应该在气体发生装置的导管口放一小团棉花防止试剂进入收集容器或堵塞导管。
（3）制取和收集二氧化碳，选用的试剂是 ，仪器是 。若用该装置制取氧气，针对所提供的试剂，实验时需事先在气体发生装置中加入适量水液封进液导管口，这样既能防止气体逸出，还可以 。
4.（2024毕节13题8分）实验室常用下列A、B、C装置制取气体，D、E装置收集气体。
回答下列问题：
（1）C装置中仪器X的名称是 。
（2）用石灰石和稀盐酸作原料制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，选用的收集装置为 （填字母，下同）。
（3）用锌粒和稀硫酸作原料制取氢气，为实现气体随开随用、随关随停，选用的制取装置为 。
（4）实验室用醋酸钠和碱石灰（主要成分是NaOH和CaO）的固体混合物作原料，在加热条件下制取 CH4，选用的制取装置为 ，收集装置为 。
（5）如图所示，装置F常用于干燥并收集气体，下列气体中能用它收集的是 。
a.O2 b.CO2 c.H2 d.CH4
5.（2024安顺10题10分）请结合如图1实验装置，回答下列问题。
图1
（1）a仪器的名称是 。
（2）加热氯酸钾制O2的化学方程式为 ，选用的发生装置是 （填字母）。可选E装置收集O2，理由是 。
（3）实验室制取CO2的化学方程式为 ，用C装置制取CO2的优点是 。用D装置收集CO2气体，应从 （填“b”或“c”）端通入。
（4）［拓展实验］某同学采用如图2所示装置对H2和CO2的混合气体进行分离。
图2
步骤：关闭活塞K2，打开活塞K1，通入混合气体，可收集到H2；再关闭活塞K1，打开活塞K2，可得到CO2。
①X溶液最好选择 （填字母）；
a.NaOH浓溶液 b.饱和Ca(OH)2溶液
②打开K2后，洗气瓶内可能发生的中和反应的化学方程式是 ；
③选用稀H2SO4而不用盐酸，可能原因是 。
