常见气体的制取与净化（必考，6分）
实验室里制取气体的一般思路和方法
一、反应原理
1.实验室制取氧气
（1）加热高锰酸钾：① 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ （用化学方程式表示，下同）。
（2）过氧化氢分解：② 2H2O2 2H2O＋ O2↑ 。
2.实验室制取二氧化碳：③ CaCO3＋2HCl CaCl2＋H2O＋CO2↑ 。
3.实验室制取氢气：④ Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2↑ 。
二、实验装置
1.发生装置
装置类型 固固加热型 固液常温型
装置图
装置的特点 － 便于添加试剂 可控制反应速率 可控制反应的发生与停止
可制取的气体 氧气 氧气、二氧化碳、氢气 二氧化碳、氢气
注意事项 试管口应略向下倾斜，防止 冷凝水流至热的试管底部，避免试管炸裂 ；试管口放一团蓬松的棉花，目的是 防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 [2022.14（3）] 长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，防止 生成的气体从长颈漏斗口逸出 [2018.12（2）] 适用于剧烈反应，分液漏斗可用注射器代替 固体试剂应为块状或大颗粒；故用H2O2溶液制氧气时不能选择该装置
2.净化与干燥装置
原理 用液体试剂干燥或净化气体 用固体试剂干燥或净化气体
装置 洗气瓶 直玻璃管
作用 及试 剂选择 a.干燥中性和酸性气体（如O2、CO2、H2）－－ 浓硫酸 ； b.吸收CO2、HCl等－－氢氧化钠溶液； c.除去CO2中的HCl－－饱和碳酸氢钠溶液 中性气体和碱性气体（如H2、O2、NH3等）－－碱石灰（NaOH、CaO固体） a.检验并除去CO2中的CO、H2等－－灼热的氧化铜； b.除去N2中的O2等－－ 灼热的铜网
3.收集装置
方法 排水法 排空气法
向上排空气法 向下排空气法
装置
依据 难溶或不易溶于水，且与水不发生反应的气体，如H2、O2、CH4[2024.14（3）] 密度比空气 大 ，且不与空气成分发生反应的气体，如O2、CO2 密度比空气 小 ，且不与空气成分发生反应的气体，如H2、CH4[2024.14（3）]
优、 缺点 优点：收集的气体纯度高； 缺点：收集的气体含有水蒸气 优点：收集的气体较干燥，操作简便； 缺点：收集的气体纯度不高，含有空气
注意 事项 a.最佳收集时间： 当导管口的气泡连续并比较均匀地放出时 ； b.集气瓶应装满水，导管伸入集气瓶口即可 导管应伸入集气瓶底部，以便 排尽集气瓶内的空气
4.尾气处理装置
方法 点燃法 吸收法 收集法 水封法
装置图
举例 CO 等可燃性污染物将其点燃除去 SO2、CO2可用氢氧化钠溶液吸收 CO 等尾气可在装置末端导管上连接气球等将其收集 HCl和NH3等溶解性较大的气体可通入水中除去
三、检验与验满
装置 检验 验满 验满
方法 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则为氧气 将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则为二氧化碳 将带火星的木条靠近集气瓶瓶口，若木条复燃，则氧气已集满 将燃着的木条靠近集气瓶瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已集满
四、多功能瓶的用途
应用 图示 操 作
收集 气体 收集密度比空气大的气体，收集的气体应通入最下方，即从 b 端通入，如O2或CO2
收集难溶或不易溶于水，且不与水反应的气体，气体应从 b 端通入，如H2、O2等
洗气、除杂 质、干燥、 检验气体 气体应从 a 端通入；若检验CO2，X为 澄清石灰水 ；若除去CO2中的水蒸气，X为 浓硫酸
洗气、除杂 并收集 气体 若X是NaOH溶液，该装置是除去 CO2 ，收集 CO
测量气 体体积 短进长出，水被压入量筒内；CO2等能溶于水或能与水反应的气体需在水面上方加一层植物油，防止气体和水接触
观察气 体流速 长进短出；如将氧气通过该装置，通过水中冒出气泡的快慢，确定氧气输出的流速
1.（2020安徽14题）如图是实验室中常见装置。回答下列问题。
（1）装置A中仪器m的名称是 酒精灯 。
（2）用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 2H2O2 2H2O＋O2↑ ，发生装置是 B （填字母序号）。
（3）用装置C收集CO2气体时，气体应从 a （填"a"或"b"）端通入。
（4）下列气体中，只能用装置D而不能用装置C收集的是 ② （填数字序号）。
①H2 ②N2 ③O2
2.（2024大庆）如图是实验室制取气体的常用装置，请根据实验装置回答下列问题：
（1）仪器a的名称为 长颈漏斗 。
（2）实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用 C （填字母序号）。
（3）如用D装置除去CO2中的水蒸气，D中盛放的试剂为 浓硫酸 （填名称）；如用D装置收集H2，则气体应从导管 c （填"b"或"c"）端通入。
（4）NH3极易溶于水， 不能 （填"能"或"不能"）用E装置收集NH3。
3.（2024兰州改编）请结合下列实验装置图回答问题。
（1）仪器①的名称是 锥形瓶 。
（2）若用B装置制取氧气，发生反应的化学方程式是 2H2O2 2H2O＋O2↑ 。
（3）若用高锰酸钾制取氧气，还应对A装置做出的改进是在试管口塞一团棉花 。
（4）既不能收集O2，也不能收集CO2的装置是 D （填字母序号）。
（5）如果用F装置测量生成O2的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是 量筒 。
4.用如下图所示装置可以制备初中常见的气体，并进行相关性质的实验。请回答下列问题。
（1）仪器①的名称是 酒精灯 。
（2）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 A （填序母序号）。
（3）D、E、F的实验中，装置E中蜡烛熄灭，同时装置F中溶液变浑浊，则装置F中发生反应的化学方程式为 Ca（OH）2＋CO2 CaCO3↓＋H2O 。
（4）实验结束后，要将F中的混合物变得澄清，可用的方法有 ac （填序号）。
a.将混合物过滤
b.向其中加肥皂水
c.向其中加入适量稀盐酸
（5）若用G装置收集氧气，气体应从导管 b （填"a"或"b"）口通入。
5.如图1是实验室常见的气体制取装置。
图1
（1）仪器①的名称为 铁架台 。
（2）实验室制取二氧化碳气体的化学方程式为 CaCO3＋2HCl CaCl2＋CO2↑＋H2O ，若要收集干燥的二氧化碳可向C装置中添加液体试剂 浓硫酸 （填名称），二氧化碳应从 b （填"a"或"b"）端进入装置中。
（3）图2是根据图1设计的简易制氧机简图，下列说法正确的是 BC （填字母序号）。
图2
A.制取氧气过程中洗气室压强减小
B.通过洗气室中的水可观察输出氧气的速率
C.A剂和B剂可能为过氧化氢溶液和二氧化锰
6.（2024贵州改编）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）加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为
2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ ，应选择的收集装置是 C（或E） （填字母序号），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，证明是氧气 。
（2）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，持续反应一段时间后，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。
（3）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 二氧化碳中含有氧元素 。
7.（2024绥化改编）如图所示为实验中常见气体制备、净化、干燥、收集的部分仪器，请回答下列问题。
（1）实验室制取二氧化碳，如果要控制反应的发生和停止，应选择的发生装置是 B （填字母序号）。
（2）若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气，反应的化学方程式为 Zn＋2HCl ZnCl2＋H2↑ ；利用该方法收集的氢气往往不纯，想要得到纯净的氢气，则连接仪器的顺序是A→ F → E →C。
（3）用A、D装置制取氧气，由于试剂不足，没有收集满一瓶氧气，在不拆解装置、不添加反应物的情况下，想要多收集一些氧气，接下来应如何操作 向长颈漏斗中加水（合理即可） 。
8.（2024安徽14题）甲烷是一种较清洁的能源。小彦同学在实验室制取甲烷并验证其组成。
（1）装置甲可用于制取甲烷，还可以制取氧气，用该装置制取氧气的化学方程式为
2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 。
（2）实验前，用图乙所示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是 A （填字母序号）。
（3）甲烷难溶于水，密度比空气的小，实验室收集甲烷的方法是 排水法（或向下排空气法） （写1种即可）。
（4）用装置丙验证甲烷的组成时，为保证安全，点燃前应先 验纯 。下列能证明甲烷中含有碳、氢元素的现象有 BC （填字母序号）。
A.火焰呈淡蓝色
B.干燥的烧杯壁出现水雾
C.倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡后溶液变浑浊
9.某同学在教材实验的基础上，设计如图所示装置进行实验。
（1）仪器a的名称为 分液漏斗 。
（2）为保证实验顺利进行，实验前需进行的操作是 检查装置气密性 。
（3）装置C中发生反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl CaCl2＋H2O＋CO2↑ 。
该装置中固体试剂能和液体试剂接触的原因是 装置A中生成的氧气不易溶于水且不与稀盐酸反应，进入装置B使装置B中压强增大，将稀盐酸压入装置C中（合理即可） 。
（4）将装置C中制取的气体通入装置D进行实验，当观察到短蜡烛熄灭后，关闭K，片刻后长蜡烛熄灭，由此得到的结论是 二氧化碳的密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧 ；观察到纸花变红，并不能得出"CO2能与水发生化学反应"的结论（不考虑挥发出的氯化氢），理由是没有验证二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变红 。
10.（2023常州改编）如图装置可用于实验室多次连续进行氧气的制取和性质的实验。
（1）仪器X的名称是 燃烧匙 。
（2）二氧化锰用水泥负载做成小球状作为催化剂使用的主要优点是 易回收，方便重复利用（合理即可） 。
（3）干燥管内使用的干燥剂可以是 生石灰（合理即可） （填写一种）。
（4）打开弹簧夹，在X中点燃红磷，发生反应的化学方程式为 4P＋5O2 2P2O5 ，在X上缠绕细铁丝并点燃，需要在丙装置底部铺上一层细沙，其作用是 防止高温生成物溅落，炸裂瓶底 。
11.（2023潍坊改编）氧气、二氧化碳是航空母舰中的常用储备气体，在急救、灭火等方面具有重要的应用。气体的制备是初中化学实验重要的内容，请根据下列装置回答问题。
【查阅资料】氯酸钾（KClO3）在二氧化锰的催化作用下加热可分解生成氯化钾和氧气。氯酸钾和氯化钾均能溶于水。
（1）仪器①的名称是 烧杯 。
（2）利用装置A，选用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，化学方程式为 2KClO3 2KCl＋3O2↑ 。实验结束后，从剩余固体中回收二氧化锰，有下列操作步骤：①过滤；②洗涤；③溶解；④干燥，正确的操作顺序是 ③①②④ （填数字编号）。为检验二氧化锰是否洗涤干净，可向最后一次洗涤液中，滴加 AgNO3 （写试剂化学式）溶液，观察现象即可。
（3）实验室用装置B、C、D进行实验时，C中蜡烛燃烧更旺，D中溶液变浑浊，则B中产生的气体为 氧气（或O2） ，小试管的作用是 形成液封，节约试剂 。
（4）为制取二氧化碳，需将60 g溶质质量分数为36％的浓盐酸稀释至9％，所加蒸馏水（密度为1 g/mL）的体积为 180 mL。用装置E、F测量二氧化碳的体积时，若E中无植物油，则测得的二氧化碳的体积 偏小 （填"偏大""偏小"或"无影响"）。 常见气体的制取与净化（必考，6分）
实验室里制取气体的一般思路和方法
一、反应原理
1.实验室制取氧气
（1）加热高锰酸钾：① （用化学方程式表示，下同）。
（2）过氧化氢分解：② 。
2.实验室制取二氧化碳：③ 。
3.实验室制取氢气：④ 。
二、实验装置
1.发生装置
装置类型 固固加热型 固液常温型
装置图
装置的特点 － 便于添加试剂
可制取的气体 氧气 氧气、二氧化碳、氢气 二氧化碳、氢气
注意事项 试管口应略向下倾斜，防止 ；试管口放一团蓬松的棉花，目的是 [2022.14（3）] 长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，防止 [2018.12（2）] 适用于剧烈反应，分液漏斗可用注射器代替 固体试剂应为块状或大颗粒；故用H2O2溶液制氧气时不能选择该装置
2.净化与干燥装置
原理 用液体试剂干燥或净化气体 用固体试剂干燥或净化气体
装置 洗气瓶 直玻璃管
作用 及试 剂选择 a.干燥中性和酸性气体（如O2、CO2、H2）－－ ； b.吸收CO2、HCl等－－氢氧化钠溶液； c.除去CO2中的HCl－－饱和碳酸氢钠溶液 中性气体和碱性气体（如H2、O2、NH3等）－－碱石灰（NaOH、CaO固体） a.检验并除去CO2中的CO、H2等－－灼热的氧化铜； b.除去N2中的O2等－－
3.收集装置
方法 排水法 排空气法
向上排空气法 向下排空气法
装置
依据 难溶或不易溶于水，且与水不发生反应的气体，如H2、O2、CH4[2024.14（3）] 密度比空气 ，且不与空气成分发生反应的气体，如O2、CO2 密度比空气 ，且不与空气成分发生反应的气体，如H2、CH4[2024.14（3）]
优、 缺点 优点：收集的气体纯度高； 缺点：收集的气体含有水蒸气 优点：收集的气体较干燥，操作简便； 缺点：收集的气体纯度不高，含有空气
注意 事项 a.最佳收集时间： ； b.集气瓶应装满水，导管伸入集气瓶口即可 导管应伸入集气瓶底部，以便
4.尾气处理装置
方法 点燃法 吸收法 收集法 水封法
装置图
举例 CO 等可燃性污染物将其点燃除去 SO2、CO2可用氢氧化钠溶液吸收 CO 等尾气可在装置末端导管上连接气球等将其收集 HCl和NH3等溶解性较大的气体可通入水中除去
三、检验与验满
装置 检验 验满 验满
方法
四、多功能瓶的用途
应用 图示 操 作
收集 气体 收集密度比空气大的气体，收集的气体应通入最下方，即从 端通入，如O2或CO2
收集难溶或不易溶于水，且不与水反应的气体，气体应从 端通入，如H2、O2等
洗气、除杂 质、干燥、 检验气体 气体应从 端通入；若检验CO2，X为 ；若除去CO2中的水蒸气，X为
洗气、除杂 并收集 气体 若X是NaOH溶液，该装置是除去 ，收集
测量气 体体积 短进长出，水被压入量筒内；CO2等能溶于水或能与水反应的气体需在水面上方加一层植物油，防止气体和水接触
观察气 体流速 长进短出；如将氧气通过该装置，通过水中冒出气泡的快慢，确定氧气输出的流速
1.（2020安徽14题）如图是实验室中常见装置。回答下列问题。
（1）装置A中仪器m的名称是 。
（2）用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 ，发生装置是 （填字母序号）。
（3）用装置C收集CO2气体时，气体应从 （填"a"或"b"）端通入。
（4）下列气体中，只能用装置D而不能用装置C收集的是 （填数字序号）。
①H2 ②N2 ③O2
2.（2024大庆）如图是实验室制取气体的常用装置，请根据实验装置回答下列问题：
（1）仪器a的名称为 。
（2）实验室制取二氧化碳气体时，为了随时控制反应的发生或停止，发生装置应选用 （填字母序号）。
（3）如用D装置除去CO2中的水蒸气，D中盛放的试剂为 （填名称）；如用D装置收集H2，则气体应从导管 （填"b"或"c"）端通入。
（4）NH3极易溶于水， （填"能"或"不能"）用E装置收集NH3。
3.（2024兰州改编）请结合下列实验装置图回答问题。
（1）仪器①的名称是 。
（2）若用B装置制取氧气，发生反应的化学方程式是 。
（3）若用高锰酸钾制取氧气，还应对A装置做出的改进是 。
（4）既不能收集O2，也不能收集CO2的装置是 （填字母序号）。
（5）如果用F装置测量生成O2的体积，则在虚线框内还需添加的仪器是 。
4.用如下图所示装置可以制备初中常见的气体，并进行相关性质的实验。请回答下列问题。
（1）仪器①的名称是 。
（2）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，应选择的发生装置是 （填序母序号）。
（3）D、E、F的实验中，装置E中蜡烛熄灭，同时装置F中溶液变浑浊，则装置F中发生反应的化学方程式为 。
（4）实验结束后，要将F中的混合物变得澄清，可用的方法有 （填序号）。
a.将混合物过滤
b.向其中加肥皂水
c.向其中加入适量稀盐酸
（5）若用G装置收集氧气，气体应从导管 （填"a"或"b"）口通入。
5.如图1是实验室常见的气体制取装置。
图1
（1）仪器①的名称为 。
（2）实验室制取二氧化碳气体的化学方程式为 ，若要收集干燥的二氧化碳可向C装置中添加液体试剂 （填名称），二氧化碳应从 （填"a"或"b"）端进入装置中。
（3）图2是根据图1设计的简易制氧机简图，下列说法正确的是 （填字母序号）。
图2
A.制取氧气过程中洗气室压强减小
B.通过洗气室中的水可观察输出氧气的速率
C.A剂和B剂可能为过氧化氢溶液和二氧化锰
6.（2024贵州改编）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）加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为
，应选择的收集装置是 （填字母序号），检验O2的方法是 。
（2）装置F中分液漏斗内的试剂是 ，打开活塞，缓慢滴加试剂，持续反应一段时间后，装置G中的现象是 ，达到实验目的。
（3）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 。
7.（2024绥化改编）如图所示为实验中常见气体制备、净化、干燥、收集的部分仪器，请回答下列问题。
（1）实验室制取二氧化碳，如果要控制反应的发生和停止，应选择的发生装置是 （填字母序号）。
（2）若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气，反应的化学方程式为 ；利用该方法收集的氢气往往不纯，想要得到纯净的氢气，则连接仪器的顺序是A→ → →C。
（3）用A、D装置制取氧气，由于试剂不足，没有收集满一瓶氧气，在不拆解装置、不添加反应物的情况下，想要多收集一些氧气，接下来应如何操作 。
8.（2024安徽14题）甲烷是一种较清洁的能源。小彦同学在实验室制取甲烷并验证其组成。
（1）装置甲可用于制取甲烷，还可以制取氧气，用该装置制取氧气的化学方程式为
。
（2）实验前，用图乙所示方法检查装置气密性时，如果气密性良好，很快会出现的现象是 （填字母序号）。
（3）甲烷难溶于水，密度比空气的小，实验室收集甲烷的方法是 （写1种即可）。
（4）用装置丙验证甲烷的组成时，为保证安全，点燃前应先 。下列能证明甲烷中含有碳、氢元素的现象有 （填字母序号）。
A.火焰呈淡蓝色
B.干燥的烧杯壁出现水雾
C.倒转烧杯，加入少量澄清石灰水，振荡后溶液变浑浊
9.某同学在教材实验的基础上，设计如图所示装置进行实验。
（1）仪器a的名称为 。
（2）为保证实验顺利进行，实验前需进行的操作是 。
（3）装置C中发生反应的化学方程式为 。
该装置中固体试剂能和液体试剂接触的原因是 。
（4）将装置C中制取的气体通入装置D进行实验，当观察到短蜡烛熄灭后，关闭K，片刻后长蜡烛熄灭，由此得到的结论是 ；观察到纸花变红，并不能得出"CO2能与水发生化学反应"的结论（不考虑挥发出的氯化氢），理由是 。
10.（2023常州改编）如图装置可用于实验室多次连续进行氧气的制取和性质的实验。
（1）仪器X的名称是 。
（2）二氧化锰用水泥负载做成小球状作为催化剂使用的主要优点是 。
（3）干燥管内使用的干燥剂可以是 （填写一种）。
（4）打开弹簧夹，在X中点燃红磷，发生反应的化学方程式为 ，在X上缠绕细铁丝并点燃，需要在丙装置底部铺上一层细沙，其作用是 。
11.（2023潍坊改编）氧气、二氧化碳是航空母舰中的常用储备气体，在急救、灭火等方面具有重要的应用。气体的制备是初中化学实验重要的内容，请根据下列装置回答问题。
【查阅资料】氯酸钾（KClO3）在二氧化锰的催化作用下加热可分解生成氯化钾和氧气。氯酸钾和氯化钾均能溶于水。
（1）仪器①的名称是 。
（2）利用装置A，选用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，化学方程式为 。实验结束后，从剩余固体中回收二氧化锰，有下列操作步骤：①过滤；②洗涤；③溶解；④干燥，正确的操作顺序是 （填数字编号）。为检验二氧化锰是否洗涤干净，可向最后一次洗涤液中，滴加 （写试剂化学式）溶液，观察现象即可。
（3）实验室用装置B、C、D进行实验时，C中蜡烛燃烧更旺，D中溶液变浑浊，则B中产生的气体为 ，小试管的作用是 。
（4）为制取二氧化碳，需将60 g溶质质量分数为36％的浓盐酸稀释至9％，所加蒸馏水（密度为1 g/mL）的体积为 mL。用装置E、F测量二氧化碳的体积时，若E中无植物油，则测得的二氧化碳的体积 （填"偏大""偏小"或"无影响"）。
