初中化学常见气体知识集萃

一、气体制取和收集装置的选择

⒈ 制取装置

⑴ 选择原则：

根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。

⑵ 发生装置类型：

固固加热型、固液不加热型、固液加热型

⒉ 收集装置

⑴ 选择原则：根据气体的溶解性或密度

⑵ 收集装置类型：

①排空气法：易溶或与水反应的气体。密度比空气大用向上排空气法，密度比空气小用向下排空气法。

②排水（液）法：难溶于水用排水法收集，与空气成分反应或与空气密度相近的气体：

③两种方法皆可用时，排水法收集的气体较纯，但制取的气体要干燥。

二、三种常见气体的实验室制法

⒈ 氧气（O2）

⑴ 药品：高锰酸钾（KMnO4）或双氧水（H2O2）和二氧化锰（MnO2）

⑵装置：用高锰酸钾选（固＋固）加热型，用双氧水选（固＋液）不加热型。

⑶ 实验室制氧气的反应原理：

2KMnO4＝K2MnO4＋MnO2＋O2

或2KClO3＝(MnO2)2KCl＋3O2↑

2H2O2＝2H2O＋O2↑

⑷ 检验：用带火星的木条,伸进集气瓶内，若木条复燃,是氧气；

⑸ 收集方法：

① 排水法(不易溶于水)；

② 瓶口向上排空气法(密度比空气大)。

⑹ 验满：用带火星的木条,平放在集气瓶口,若木条复燃，氧气已满，否则气体没满；

⑺ 放置：正放；

⑻ 制取氧气的操作步骤和注意点（以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例）

步骤：查—装—定—点—收—移—熄

注意事项：

① 检查装置的气密性；

② 导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出；

③ 用排空气法收集气体时， 导管伸到集气瓶底部；

④ 排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气）；

(当用高锰酸钾制取时以下要注意)

⑤ 试管口要略向下倾斜，防止凝结在试管口的小水珠倒流入试管底部使试管破裂；

⑥ 铁夹夹在离管口约1/3处；

⑦ 试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管；

⑧ 药品平铺在试管的底部，加热时应先使试管均匀受热，再集中在药品部位加热；

⑨ 实验结束时，先移导管再熄灭酒精灯：防止水倒吸引起试管破裂。

⑼ 工业制氧气——分离液态空气法（原理：氮气和氧气的沸点不同物理变化）。

⑽ 催化剂（触媒）：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。（一变两不变）

催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

⒉ 氢气（H2）

⑴ 药品：锌粒（Zn）和盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）

⑵ 装置：反应物是固体与液体，不需要加热，选（固+液）不加热型。

⑶ 反应原理：

Zn＋H2SO4(稀)＝ZnSO4＋H2↑

Zn＋2HCl(稀)＝ZnCl2＋H2↑

不可用浓盐酸的原因：浓盐酸有强挥发性；

不可用浓硫酸或硝酸的原因：浓硫酸和硝酸有强氧化性。

⑷ 检验：

① 将气体点燃，火焰呈淡蓝色，用干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯壁有白雾；

② 先通过灼热的氧化铜，再通过无水硫酸铜，白色变为蓝色。则该气体是氢气。

⑸ 验纯：

用拇指堵住集满氢气的试管口；靠近火焰,移开拇指点火若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯。

⑹ 收集方法：

① 排水法(难溶于水)；

② 瓶口向下排空气法(密度比空气小)。

⑺ 放置：倒放

⑻ 注意事项：

① 检查装置的气密性

② 长颈漏斗的管口要插入液面下；

③ 点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度（空气中，氢气的体积达到总体积的4%—74.2%点燃会爆炸。）

⒊ 二氧化碳（CO2）

⑴ 二氧化碳的实验室制法

① 实验室制取气体的思路：

② 药品：石灰石（大理石）（CaCO3）和稀盐酸（HCl）

③ 装置：[固+液](与制氢气相同的发生装置)

④ 反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑

⑤ 检验：用点燃的木条，伸入瓶内，木条上的火焰熄灭，通入澄清的石灰水，看是否变浑浊，若浑浊则是 CO2。

⑥ 收集方法：瓶口向上排空气法(密度比空气大)（不能用排水法收集）

⑦ 验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。

⑧ 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，若木条火焰熄灭，则证明已集满二氧化碳气体。否则没满

⑨ 放置：正放

⑵ 注意事项：

① 检查装置的气密性；

② 长颈漏斗的管口要插入液面下；

③ 不能用排水法收集。

⑶ 二氧化碳的工业制法：

煅烧石灰石：CaCO3＝(高温)CaO＋CO2↑

三、气体的性质和用途

⒈ 氧气

⑴ 物理性质：无色无味的气体,不易溶于水,密度比空气略大。

⑵ 化学性质：

特有的性质：支持燃烧，供给呼吸。

① C＋O2＝CO2（发出白光，放出热量）

在空气中保持红热，在氧气中发出白光，产生使澄清石灰水变浑浊的气体。

（注：O2具有助燃性，但不具有可燃性，不能燃烧。）

② S＋O2＝SO2

在空气中发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体。

③ 4P＋5O2＝2P2O5

产生白烟，生成白色固体 P2O5。

④ 3Fe＋2O2＝Fe3O4

剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。

⑤ 2Mg＋O2＝2MgO

发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体。

铁、镁燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的：防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底。

铁、镁在空气中不可燃烧。

⑥ 蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，瓶壁上有水珠生成，产生使澄清石灰水变浑浊的气体。

⑶ 用途：

① 供呼吸（如潜水、医疗急救）；

② 支持燃烧（如燃料燃烧）；

③ 炼钢；

④ 气焊。

⒉ 氢气

⑴ 物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小，是最轻的气体。

⑵ 化学性质：

① 可燃性：

2H2＋O2＝2H2O点燃前，一定要验纯。

现象：发出淡蓝色火焰，放出热量，有水珠产生。

H2＋Cl2＝2HCl

② 还原性：

H2＋CuO＝Cu＋H2O氢气“早出晚归”

现象：黑色粉末变红色，试管口有水珠生成。

3H2＋WO3＝W＋3H2O

3H2＋Fe2O3＝2Fe＋3H2O

⑶ 用途：

① 填充气、飞舰（密度比空气小）；

② 合成氨、制盐酸；

③ 氢氧焰焊接，切割金属，气焊、气割（可燃性）；

④ 冶炼金属（还原性）；

⑤ 高能燃料；氢能源三大优点：无污染、放热量高、来源广。

⒊ 二氧化碳（CO2）

⑴ 物理性质：无色无味的气体，密度大于空气，能溶于水，高压低温下可得固体的CO2叫“干冰”。

⑵ 化学性质：

① 一般情况下不能燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸。

② 与水反应生成碳酸：CO2＋H2O＝H2CO3（酸性）生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红。

H2CO3＝H2O＋CO2↑碳酸不稳定，易分解。

③ 能使澄清的石灰水变浑浊：

CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O

本反应用于检验二氧化碳。

CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O

④ 氧化性：与灼热的碳反应：CO2＋C＝2CO

吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂。

⑶ 用途：

① 用于灭火（应用其不可燃烧，也不支持燃烧的性质）；

灭火器原理：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑

既利用其物理性质，又利用其化学性质。

② 工业原料：制饮料、化肥和纯碱；

③ 温室肥料；

④ 干冰用于人工降雨、制冷剂；

⑤ 二氧化碳对环境的影响：过多排放引起温室效应。

⒋ 一氧化碳（CO）

⑴ 物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水；

有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。

⑵ 化学性质：

（H2、CO、C具有相似的化学性质： ①可燃性 ②还原性）

① 可燃性：

2CO＋O2＝2CO2

现象：火焰呈蓝色，放出大量的热，可作气体燃料。

可燃性气体点燃前一定要检验纯度。

② 还原性：

CO＋CuO＝Cu＋CO2

（非置换反应）应用：冶金工业

现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。

3CO＋WO3＝W＋3CO2

3CO＋Fe2O3＝2Fe＋3CO2

现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。

（跟血液中血红蛋白结合，破坏血液输氧的能力）

除杂：

① CO[CO2]通入石灰水或氢氧化钠溶液：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3＋H2O

② CO2[CO]通过灼热的氧化铜CO＋CuO＝(△)Cu＋CO2

小结：既有可燃性，又有还原性的物质H2、C、CO。

H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。

CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。

CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰，有黑烟。

鉴别H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色）。

水煤气：H2与CO的混合气体C＋H2O＝(高温)H2＋CO

⑶用途：

① 作燃料；

② 冶炼金属。