高中化学常见气体的制法总结
高中化学常见气体的制法总结
本文总结了高中化学中常见气体的制取方法，包括实验室制法和工业制法，详细介绍了每种气体的制取原理、化学方程式、制取装置、检验方法、收集方法等。内容系统全面，结构清晰，适合高中学生复习使用。
一、常见气体的制取和检验
1.氧气
⑴ 实验室制法：
①制取原理：含氧化合物自身分解。
②制取方程式：
KMnO4受热分解：
2KMnO4＝K2MnO4＋MnO2＋O2↑（条件：加热）
KClO3和MnO2混合共热：
KClO3＝2KCl＋3O2↑（条件：在MnO2下加热）
H2O2和MnO2混合：
2H2O2＝2H2O＋O2↑（条件：在MnO2催化下）
③制取装置：略微向下倾斜的大试管,加热。
④检验：带火星木条,复燃。
⑤收集方法：排水法或向上排气法。
⑵ 工业制法：空气液化分离。
2.氢气
⑴实验室制法：
①制取原理：活泼金属与弱氧化性酸的置换。
②制取方程式：
H2SO4(稀)＋Zn＝ZnSO4＋H2↑
2HCl＋Zn＝ZnCl2＋H2↑
③制取装置：启普发生器(或固＋固不加热简易装置)
④检验：点燃，淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠。
⑤ 收集方法：向下排空气法或向下排气法。
⑵ 工业制法：水煤气法
C＋H2O(g)＝CO＋H2(条件：高温)
3.二氧化碳
⑴ 实验室制法：
①制取原理：稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解。
②制取方程式：
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O
③制取装置：启普发生器(或固＋固不加热简易装置)。
④检验：通入澄清石灰水,变浑浊。
⑤ 净化方法：通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)，再通入浓H2SO4(除水蒸气)。
用饱和的NaHCO3除去HCl。
⑥ 收集方法：向上排空气法。
⑵ 工业制法：
CaCO3＝CaO＋CO2↑（条件：高温）
4.氯气
⑴实验室制法：
①制取原理：强氧化剂氧化含氧化合物。
②制取方程式：
MnO2＋4HCl(浓)＝MnCl2＋Cl2↑＋2H2O（反应条件加热）。
③制取装置：分液漏斗，圆底烧瓶，加热。
④检验：能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色。
⑤净化方法：用饱和的食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气。
⑥收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法。
⑦尾气回收：
Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O
⑵工业制法：
原理：电解饱和食盐水
2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋Cl2↑＋H2↑（反应条件是通电）
5.氯化氢
①制取原理：高沸点酸与金属氯化物的复分解。
②制取方程式：
NaCl＋H2SO4(浓)＝Na2SO4＋2HCl↑
③制取装置：分液漏斗，圆底烧瓶，加热。
④检验：通入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶。
⑤除杂质：通入浓硫酸(除水蒸气)。
⑥收集方法：向上排气法。
6.硫化氢
①制取原理：强酸与强碱的复分解反应。
②制取方程式：
FeS＋2HCl＝FeCl2＋H2S↑
③制取装置：启普发生器(或固＋固不加热简易装置)。
④检验：能使湿润的醋酸铅试纸变黑。
⑤除杂质：先通入饱和NaHS溶液(除HCl)，再通入固体CaCl2(或P2O5)(除水蒸气)。
⑥收集方法：向上排气法。
⑦尾气回收：
H2S＋2NaOH＝Na2S＋H2O
或H2S＋NaOH＝NaHS＋H2O
7.二氧化硫
⑴实验室制法：
①制取原理：稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解。
②制取方程式：
Na2SO3+H2SO4(浓)＝Na2SO4+H2O+SO2↑
③制取装置：分液漏斗,圆底烧瓶。
④检验：先通入品红试液，褪色，后加热又恢复原红色。
⑤除杂质：通入浓H2SO4(除水蒸气)。
⑥收集方法：向上排气法。
⑦尾气回收：
SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O
⑵工业制法：
4FeS＋7O2＝4SO2＋2Fe2O3
S＋O2＝SO2
8.氨气
⑴实验室制法：
①制取原理：固体铵盐与固体强碱的复分解。
②制取方程式：
Ca(OH)2＋2NH4Cl＝2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
③制取装置：略微向下倾斜的大试管，加热。
④检验：湿润的红色石蕊试纸，变蓝。
⑤净化方法：用碱石灰吸收NH3中混有的水分。
⑥收集方法：向下排空气法、且容器口塞一团沾有稀H2SO4的棉花团，以防止所收集的气体与空气对流，也可吸收多余的NH3。
⑵工业制法：
N2＋3H2＝2NH3（条件：高温、高压、铁触媒，且此反应为可逆反应）
9.氮气
⑴实验室制法：
NaNO2＋NH4Cl＝N2↑＋2H2O＋NaCl
⑵工业方法：分离液态空气。
10.二氧化氮
⑴实验室制法：
①制取原理：不活泼金属与浓硝酸的氧化还原反应。
②制取方程式：
Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑(条件加热)
③制取装置：分液漏斗，圆底烧瓶(或用大试管，锥形瓶)。
④检验：红棕色气体，通入AgNO3溶液颜色变浅，但无沉淀生成。
⑤收集方法：向上排气法。
⑥尾气处理：
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O
⑵工业方法：
4NH3＋5O2＝4NO＋6H2O(条件Pt/加热)
2NO＋O2＝2NO2
11.一氧化氮
①制取原理：不活泼金属与稀硝酸的氧化还原反应。
②制取方程式：
Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
③制取装置：分液漏斗，圆底烧瓶(或用大试管，锥形瓶)。
④检验：无色气体，暴露于空气中立即变红棕色。
⑤收集方法：排水法。
12.一氧化碳
⑴实验室制法：
①制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用。
②制取方程式：
HCOOH＝H2O＋CO↑(条件：加热)
③制取装置：分液漏斗，圆底烧瓶。
④检验：燃烧，蓝色火焰，无水珠，产生气体能使澄清石灰水变浑浊。
⑤除杂质：通入浓硫酸(除水蒸气)。
⑥收集方法：排水法。
⑵工业方法：
C＋H2O(g)＝CO＋H2(条件：高温)
13.甲烷
⑴实验室制法：
①制取方程式：
CH3COONa＋NaOH＝Na2CO3＋CH4↑(条件：加热)
②制取装置：略微向下倾斜的大试管，加热。
③收集方法：排水法或向下排空气法。
⑵工业制法：
①从天然气中除去杂质就可以得到甲烷。
②催化裂解。
14.乙烯
⑴实验室制法：
①制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用。
②制取方程式：
CH3CH2OH→CH2＝CH2↑＋H2O(条件：浓硫酸170℃)
③制取装置：分液漏斗，圆底烧瓶，加热。
④除杂质：通入NaOH溶液(除SO2，CO2)，通入浓硫酸(除水蒸气)。
⑤收集方法：排水法。
⑵工业制法：石油裂
15.乙炔
⑴实验室制法：
①制取原理：电石强烈吸水作用。
②制取方程式：
CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋CH≡CH↑
③制取装置：分液漏斗，圆底烧瓶(或用大试管，锥形瓶)。
④检验：无色气体，能燃烧，产生明亮的火焰，并冒出浓的黑烟。
⑤净化方法：因电石（CaC2）中含有CaS，与水反应会生成H2S，可用硫酸铜溶液或NaOH溶液(除H2S,PH3),通入浓硫酸(除水蒸气)。
⑥收集方法：排水集气法或向下排空气法。
二、一些气体的快速制法(即无需加热)
1.O2：2H2O2＝2H2O＋O2↑（条件：在MnO2催化下）
2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
2.Cl2：16HCl(浓)＋2KMnO4＝2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
3.HCl：将浓硫酸逐滴加入浓HCl中
4.NH3：将CaO或者Ca(OH)2或者NaOH（皆为固体）加入浓氨水，加氧化钙是利用其与水反应消耗水且放热，加Ca(OH)2或者NaOH利用其与水反应放热
5.H2：NaH＋H20→NaOH＋H2↑