气体的制取、净化和除杂

初中化学中的实验组合题一般以氧气、氢气和二氧化碳三大气体的制取和性质实验或迁移应用其原理和性质的实验为主线，将许多仪器连接起来形成完整的实验装置图，再根据要求进行实验。

一、气体制取的仪器组合顺序

制备纯净干燥气体的步骤是:

1、实验仪器组装公式：

气体发生装置→除杂质装置→干燥装置→收集装置→尾气处理

① 制气装置的选择：A、所需药品的状态;B、反应条件;

② 集气装置的选择：A、气体的溶解性;B、气体的密度;

③ 除杂质的试剂和干燥剂的选择：实验室制取的气体常常有酸雾或水份;

④ 酸雾可用水、氢氧化钠溶液、澄清的石灰水或饱和碳酸钠(碳酸氢钠)溶液除去，水份可用干燥剂如：浓硫酸(酸性)、碱石灰(碱性)、固体氢氧化钠(碱性)、氧化钙(碱性)、五氧化二磷(酸性)、无水氯化钙(中性)、无水硫酸铜(中性)等除去;

⑤ 酸性干燥剂(浓硫酸)不能干燥碱性气体如氨气;

⑥ 碱性干燥剂(NaOH )不能干燥酸性气体如二氧化硫、二氧化碳、氯化氢等。

2、气体除杂的方法：

① 水吸收法：易溶于水的气体杂质用水吸收(如HCl);

② 酸碱吸收法：酸性气体杂质用碱性试剂吸收(如氢氧化钠溶液吸收CO₂、HCl);

③ 沉淀法：将杂质气体转变为沉淀除去(如用澄清石灰水除CO₂);

④ 固化法：将杂质气体与固体试剂反应生成固体而除去(如除去O₂用灼热的氧化铜);

⑤ 转纯法：将杂质转化为所需气体(如除去CO中的CO₂，可将气体通过炽热的炭粉)。

3、气体除杂的原则：

不减少被净化气体的质量，不引进新的杂质。

4、气体除杂的注意事项：

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① 选择除杂试剂：一般只能跟杂质起反应，而不能与被净化的气体反应;

② 除杂务尽：选择除杂试剂要注意反应进行的程度(如除去CO₂时用氢氧化钠溶液比用澄清石灰水要好。因为氢氧化钠的溶解度比氢氧化钙要大很多，因此其溶质质量分数较大);

③ 有许多杂质要除去时，要注意除杂的顺序。一般来说，杂质中有许多酸性杂质时，先除酸性较强的杂质;而水蒸气要放在最后除去。除去杂质和干燥的装置一般用洗气瓶或干燥管。在洗气瓶中导气管一般是长进短出，在干燥管中一般是大进小出。除杂和干燥一般是先除杂后干燥;

④ 处理装置：一般有三种，一是用溶液吸收;二是点燃尾气;三是回收。

二、制取气体的操作顺序

要制取气体需要经过：仪器连接→气密性检查→装入药品→仪器拆洗等步骤。

三、O ₂ 、H ₂ 、CO ₂ 实验室制法和收集

四、气体除杂方法

实验用到的气体要求是比较纯净，除去常见杂质具体方法：

1、除水蒸气可用：浓流酸、CaCl₂固体、碱石灰、无水CuSO₄(并且可以检验杂质中有无水蒸气，有则颜色由白色→蓝色)、生石灰等。

2、 除CO ₂ 可用：澄清石灰水(可检验出杂质中有无CO₂)、NaOH溶液、KOH溶液、碱石灰等。

3、除HCl气体可用：AgNO₃溶液(可检验出杂质中有无HCl)、石灰水、NaOH溶液、KOH溶液。

4、除气体杂质的原则：用某物质吸收杂质或跟杂质反应，但不能吸收或跟有效成份反应，或者生成新的杂质。

五、实验注意的地方

1、防爆炸：点燃可燃性气体(如H₂、CO、CH₄)或用CO、H₂还原CuO、Fe₂O₃之前，要检验气体纯度。

2、防暴沸：稀释浓硫酸时，将浓硫酸倒入水中，不能把水倒入浓硫酸中。

3、防中毒：进行有关有毒气体(如：CO、SO₂、NO₂)的性质实验时，在通风厨中进行;并要注意尾气的处理：CO点燃烧掉;SO₂、NO₂用碱液吸收。

4、防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体，要注意熄灯顺序。

六、制取三大气体常见要除的杂质

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1、制O ₂ 要除的杂质：水蒸气(H₂O)。

2、用盐酸和锌粒制H ₂ 要除的杂质：水蒸气(H₂O)、氯化氢气体(HCl，盐酸酸雾)(用稀硫酸没此杂质)。

3、制CO2要除的杂质：水蒸气(H₂O)、氯化氢气体(HCl)。

4、除水蒸气的试剂：浓流酸、CaCl₂固体、碱石灰(主要成份是NaOH和CaO)、生石灰、无水CuSO₄(并且可以检验杂质中有无水蒸气，有则颜色由白色→蓝色)等。

5、除HCl气体的试剂：AgNO₃溶液(并可检验出杂质中有无HCl)、澄清石灰水、NaOH溶液(或固体)、KOH溶液(或固体)【生石灰、碱石灰也可以跟HCl气体反应】。

七、混合气体中含有气体的验证方法

1、有CO的验证方法：(先验证混合气体中是否有CO₂，有则先除掉)将混合气体通入灼热的CuO，再将经过灼热的CuO的混合气体通入澄清石灰水。现象：黑色CuO变成红色，且澄清石灰水要变浑浊。

2、有H ₂ 的验证方法：(先验证混合气体中是否有水份，有则先除掉) 将混合气体通入灼热的CuO，再将经过灼热的CuO的混合气体通入盛有无水CuSO₄中。现象：黑色CuO变成红色，且无水CuSO₄变蓝色。

3、有CO₂的验证方法：将混合气体通入澄清石灰水。现象：澄清石灰水变浑浊。

八、设计实验

1、试设计一个实验证明蜡烛中含有碳氢两种元素。

2、试设计一个实验来证明CO₂具有不支持燃烧和密度比空气大的性质。