高中化学常见气体制备原理（高中化学14种气体的制备）

今天给大家分享NH₃、Cl₂、O₂、CH₄、CO₂、CO、H₂、HCl 、H₂S、C₂H₄、 C₂H₂、 NO、 NO₂、SO₂等14种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、净化干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能。

固 固加热型

1. 氨气 NH₃

原理：

Ca(OH)₂ 2NH₄Cl=CaCl₂ NH₃↑ 2H₂O

装置：

干燥：

用碱石灰（NaOH、CaO）干燥。

（温馨提示：不能用无水CaCl₂、浓硫酸干燥NH₃。

无水CaCl₂与NH₃反应：

8NH₃ CaCl₂= CaCl₂Ÿ8NH₃

浓硫酸为酸性干燥剂，用来干燥酸性气体，与碱性气体NH₃反应。）

收集：

用向上排空气法收集。

（温馨提示：氨气极易溶于水(1:700)，不能用排水法收集。）

检验：

（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）；

（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口（产生白烟）。

2. 甲烷 CH₄

原理：

CH₃COONa NaOH = CH_­4↑ Na₂CO₃

干燥：

用碱石灰（NaOH、CaO）干燥。

收集：

用排水法收集

3. 氧气 O₂

原理：

2KMnO₄ =（△）K₂MnO₄ MnO₂ O₂↑

2KClO₃ =(MnO₂)2KCl 3O₂↑

2H₂O₂=(MnO_2、△)2H₂O O₂↑

2Na₂O₂ 2H₂O=4NaOH O₂↑

干燥：

用浓硫酸干燥。

收集：

用排水法收集

检验：

用带火星木条（复燃）。

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固 液加热型

4. 氯气 Cl₂

原理：

MnO₂ 4HCl(浓)=（△）MnCl₂ Cl₂↑ 2H₂O

2KMnO₄ 16HCl(浓)= 2KCl 2MnCl₂ 5Cl₂↑ 8H₂O

KClO₃ 6HCl(浓)= KCl 3Cl₂↑ 3H₂O

净化：

杂质为HCl、H₂O，用饱和食盐水或水洗气法除去HCl，再用浓硫酸干燥。（温馨提示：不能用碱石灰、CaO、固体NaOH等碱性干燥剂来干燥酸性气体Cl₂）

【小窍门：要除去弱酸性气体中混有的强酸性气体杂质，常选用弱酸性气体溶于水后形成的饱和盐溶液。若弱酸性气体溶于水后为一元酸，则用该酸形成的饱和正盐溶液。若为二元弱酸，则用该酸形成的饱和酸式盐，如Cl₂混有HCl气体，用饱和食盐水净化吸收；如CO₂中混有HCl、SO₂用饱和NaHCO₃溶液净化吸收。】

收集：

用排饱和食盐水或向上排空气法收集。

尾气吸收：

Cl₂＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H₂O

检验：

用湿润的淀粉碘化钾试纸（变蓝）。

5. 氯化氢 HCl

原理：

食盐与浓H₂SO₄（不挥发性酸与挥发性酸的盐）进行复分解反应

NaCl(固) H₂SO₄(浓)＝（△）HCl↑ NaHSO₄

NaCl(固) NaHSO₄＝（△）Na₂SO₄ HCl↑

干燥：

用浓硫酸干燥。

收集：

用向上排空气法收集

检验：

用稀硝酸酸化的AgNO₃溶液（白色沉淀）。

6. 一氧化碳 CO

原理：

浓硫酸对有机物的脱水作用：向蒸馏烧瓶中加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸。

净化：

杂质为CO₂、SO₂、H₂O，用NaOH溶液除去。

【小窍门：要除去中性气体中的酸性气体，用强碱溶液或碱石灰吸收。如：CO中的混有的CO₂用NaOH溶液吸收除去。】

干燥：

用浓硫酸干燥。

收集：

用排水法收集

检验：

灼热CuO，产生气体通入澄清石灰水（变浑浊）。

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液 液加热型

7. 乙烯 C₂H₄

原理：

净化：

杂质为CO₂、SO₂、H₂O，可用NaOH溶液除去CO₂、SO₂，再用浓硫酸干燥。

【小窍门：要除去中性气体中的酸性气体，用强碱溶液或碱石灰吸收。如：C₂H₄中的混有的CO₂、SO₂用NaOH溶液吸收除去。还可用CuSO₄或Pb(NO₃)₂等溶液除去。】

收集：

用排水法收集

检验：

溴水或酸性KMnO₄溶液（褪色）。

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固 液不加热型

8. 一氧化氮 NO

原理：

3Cu 8HNO₃(稀)= 3Cu(NO₃)₂ 2NO↑ 4H₂O

净化：

杂质为NO₂、H₂O，用水除去NO₂，再用浓硫酸干燥。

干燥：

用碱石灰（NaOH、CaO）干燥。

收集：

用排水法收集。

检验：

空气接触（迅速变成红棕色）。

9. 二氧化氮 NO₂

原理：

Cu 4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂ 2NO₂↑ 2H₂O

干燥：

用浓硫酸干燥。

收集：

用向上排空气法收集

尾气吸收：

3NO₂ H₂O=2HNO₃ NO

或NO NO₂ 2NaOH=2NaNO₂ H₂O

检验：

观察颜色，溶于水（红棕色，褪色）。

10. 二氧化硫 SO₂

原理：

无水Na₂SO₃与中等浓度H₂SO₄进行复分解反应

Na₂SO₃ H₂SO₄＝Na₂SO₄ H₂O SO₂↑

Cu H₂SO₄(浓)=(△)CuSO₄ SO₂↑ H₂O

干燥：

用浓硫酸干燥。（温馨提示：不能用碱石灰、CaO、固体NaOH等碱性干燥剂来干燥酸性气体SO₂）

尾气吸收：

SO₂ 2NaOH=Na₂SO₃ H₂O

收集：

用向上排空气法收集

检验：

品红溶液（品红褪色）。

11. 乙炔 C₂H₂

原理：

电石与水进行反应

CaC₂ 2H₂O=Ca(OH)₂ C₂H₂↑

净化：

因电石中含有的CaS与水反应生成H₂S，可用CuSO₄溶液或NaOH溶液除去。

H₂S CuSO₄=CuS↓ H₂SO₄

11PH₃ 24CuSO₄ 12H₂O=8Cu₃P↓ 3H₃PO₄ 24H₂SO₄

H₂S NaOH=Na₂S H₂O或H₂S NaOH= NaHS H₂O

收集：

用排水法收集

检验：

溴水或酸性KMnO₄溶液（褪色）。

12. 硫化氢 H₂S

原理：

制H₂S不能用硝酸或浓H₂SO₄（防氧化）

FeS H₂SO₄＝FeSO₄ H₂S↑

FeS 2HCl＝FeCl₂ H₂S↑

净化：

杂质为HCl、H₂O，用饱和NaHS溶液除HCl，再通入固体CaCl₂ (或P₂O₅)(除水蒸气) 。

收集：

用向上排空气法收集

尾气回收：

H₂S 2NaOH= Na₂S H₂O

或H₂S NaOH=NaHS H₂O

检验：

（1）CuSO₄溶液（产生黑色沉淀）

Cu² S^2-=CuS↓

（2）湿润的醋酸铅或硝酸铅试纸（变黑）。

Pb(CH₃COO)₂ H₂O=PbS↓ 2CH₃COOH

13. 氢气 H₂

原理：

Zn H₂SO₄=ZnSO₄ H₂↑

收集：

用向下排空气法或排水法收集

检验：

爆鸣实验

14. 二氧化碳 CO₂

原理：

CaCO₃ 2HCl=CaCl₂ CO₂↑ H₂O

净化：

杂质为HCl、H₂O，用饱和NaHCO₃溶液除去HCl，再用浓硫酸除水蒸气。（温馨提示：不能用碱石灰、CaO、固体NaOH等碱性干燥剂来干燥酸性气体CO₂）

收集：

用向上排空气法收集

检验：

澄清石灰水（变浑浊）。

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