实验室制取气体的装置总结

马峡中学 张鹏

氧气、二氧化碳及氢气的实验室制取操作是历年会考及各级各类考试的重点和难点，也是平时教育教学中学生不容易理解掌握的知识点。学习这部分知识最主要的目的是以“三大气体”的制取操作为为载体，培养学生根据反应原理及所制取的气体性质，会选择合适的仪器，组装气体的制取装置，干燥装置、洗涤装置、性质验证装置、收集装置，从而提升学生分析问题，解决问题的能力和实验能力。

下面总结一下常见气体（氧气、二氧化碳、气体）制取装置、收集装置，归纳一下制取及收集这些气体的思路。

一、 发生装置

发生装置的选取，主要依据反应物的状态及反应发生的条件（常温、加热、使用催化剂等）去确定。

1、固液不加热型装置。过氧化氢在二氧化锰催化条件下制取氧气、大理石（石灰石）和稀盐酸在常温下制取二氧化碳、锌和稀硫酸常温下制取氢气。如图所示：

图1

优点：在常温下即可反应，安全系数相对较高，且产物为水，不污染化境，体现化学的绿色化，是制取氧气的首选装置。

缺点：气体需要净化和干燥，不能随时控制反应进程。 为了随时控制反应随时发生和停止，常用分液漏斗带替长颈漏斗，或用弹簧夹夹持胶皮管，在试管中用一个多孔塑料板隔开（主要是为制取氢气，二氧化碳等所用，如图2所示）。

图2

2、固体和固体加热型装置。加热高锰酸钾（试管口放一团棉花，见图3A）或氯酸钾（需要用二氧化锰作催化剂，见图3B）

A

B

优点：能控制反应随时发生或停止（不用时可以移走酒精灯即可），制得的氧气较干燥。

缺点：加热时，安全系数较低，也不利于二氧化锰的回收再利用。 二、 收集装置

根据气体在水中的溶解性和密度（与空气相比较），确定收集装置。

1、排水法。根据氧气不易溶于水且不和水反应，选用排水法收集。此外，该装置还可以用于收集氢气，甲烷，一氧化碳等不溶于水的气体。如图A所示：

图A 图B 图C 特点：收集的气体较纯净但不干燥。

2、向上排空气法。根据气体的密度比空气的大，不污染空气，且不易与空气的成分反应，选用此法收集。（如图B所示） 特点：收集的气体干燥但不纯净。

3、向下排空气法。根据气体的密度比空气的小，不污染空气，且不易与空气的成分反应，选用此法收集。（如图C所示）

特点：收集的气体干燥但不纯净。 常见气体的收集方法总结： 气体 O2 CO2 H2

收集方法 排水法和向上排空气法 向上排空气法 排水法和向下排空气法 收 集 原 因 密度比空气密度大，不易溶于水，不与水、空气中的成分发生反应。 易溶于水，能与水发生反应，密度比空气密度大，不与空气中的成分发生反应。 密度比空气密度小，难溶于水，不与空气中的成分发生反应。