中学化学中需要掌握的主要有O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO、NO2、NH3、CH4、C2H4、C2H2 12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、操作要点、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。
1、制备气体的发生装置
通常根据反应物的状态和反应条件的不同选择发生装置，实验室制备气体的装置一般有如下几种(见下图)。
固体反应物加热制备气体 | 液体反应物不加热制备气体 | 液体反应物加热制备气体 |
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2、气体的收集方法
根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。
(1)排水集气法
适用于收集不溶于水或微溶于水且不与水发生反应的气体。收集的气体纯度高，易判断是否集满。(装置见图a)
(2)向上排空气集气法
适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气大的气体。(装置见图b)
(3)向下排空气集气法
适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。(装置见图c)
3、常见气体制备原理以及装置选择
如下表所示。
气体 | 反应原理 | 发生 装置 | 收集 装置 | 注意事项 |
O2 |
| A | a或b | 共同点： （1）气密性的检查 （2）试管口稍向下倾斜 （3）若用排水法，做完实验先撤导气管，后撤酒精灯 不同点： 收集氨气仪器要干燥 |
CH4 | 无水CH3COONa和碱石灰共热
| A | a或c | |
NH3 |
| A | c | |
H2 | 较活泼金属(Zn)与稀强酸(如H2SO4，HCl但勿用HNO3 或浓H2SO4)的置换反应
| C | a或c | （1）用长颈漏斗时要液封 （2）制SO2（Na2SO3粉末）、NO2（剧烈放热多）、C2H2（CaC2遇H2O粉化）不能用启普发生器 （3）制CO2不用H2SO4（因CaSO4微溶） （4）制H2S不能用硝酸或浓H2SO4（防氧化） |
CO2 |
| C | b | |
SO2 | 无水Na2SO3粉末与中等浓度H2SO4进行复分解反应
| B | b | |
NO2 | Cu和浓HNO3
| B | b | |
C2H2 | 电石与水进行反应
| B | a | |
Cl2 | | E或D | a或b | （1）排水法完毕应先撤导管后撤酒精灯 （2）反应物都是液体要加碎瓷片防暴沸 （3）制乙烯要控制温度在170℃ （4）收集Cl2可用排饱 和食盐水法 |
HCl | 食盐与浓H2SO4（不挥发性酸与挥发性酸的盐）进行复分解反应 | E或D | b | |
NO |
| E | a | |
C2H4 |
| F | a |
4、尾气的处理装置
具有毒性或污染性的尾气必须进行处理，常用处理尾气装置如图1所示。
一般常用吸收液吸收这些有害气体，a、b为溶解度不是很大的尾气处理装置，c、d为溶解度大且吸收速率很快的尾气处理装置，难以吸收的尾气如CO，应于末端燃烧除去，如e。此外还可以用塑料袋盛装尾气。
5、气体的净化和干燥
气体的净化、干燥装置一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种，如图2。
(1)洗气瓶[如图2(c)]中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有：
①强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等呈酸性的气体。
②饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：
饱和NaHCO3溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体。
饱和NaHSO3溶液能除去O2中混有的HCl、SO3等气体。
饱和NaHS溶液能除去H2S中混有的HCl气体。
③浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥具有强还原性气体，如 H2S、HBr、HI等。
④酸性KMnO4溶液：利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2、H2S等。
(2)干燥管、U形管一般装入固体的干燥剂。常见的固体干燥剂有：
①酸性干燥剂，用来干燥酸性气体。如P2O5、硅胶、等。
②碱性干燥剂，用来干燥碱性气体。如CaO、碱石灰、固体NaOH等。
③中性干燥剂，既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如CaCl2(但CaCl2不能干燥NH3,因易形成CaCl2.8NH3)。
(3)双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：Cu和混合气体中O2反应而将O2除去。
另外还常用固体的无水CuSO4装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在(但不能用CuSO4作干燥剂，因CuSO4吸水率低)。用Na2O2固体也可将CO2、H2O(气)转化为O2。