实验室制取气体的思路：

      1．知识要点详解在初中化学中，主要应掌握O₂、H₂、CO₂的实验室制法。可以从制备所需仪器、药品、反应原理、收集方法、实验装置、验满、验纯及操作要点等方面进行比较。通过比较，能够总结和归纳实验室制取气体的思路。即：研究反应原理一根据所选药品的状态和反应条件，选择适当的仪器组成相应的实验装置一根据实验装置的特点，设计合理的实验操作步骤，预测可能的注意事项一根据所制取气体的性质，选择相应的收集、检验、验满及验纯的方法。
      实验室制取气体及验证其性质的实验，属于基本操作的简单综合实验。通过对比发生装置和收集装置，总结气体的个性及几种气体的共性，提高记忆效果。 

      2．设计装置的依据制取气体的装置分两部分：气体发生装置和气体收集装置。
      发生装置的选取根据反应条件和反应物的状态而设计，收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定的。
      确定收集装置的原则——气体的收集方法是由该气体的性质，如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。


气体发生装置：

①“固+固”的反应，简称“固体加热型”，装置如图A所示，如用KMnO₄或KClO₃和MnO₂制O₂。
②“固+液”的反应，简称“固液常温型”，装置如图B、C、D、E。如用H₂O₂和MnO₂制O₂、用锌粒与稀H₂SO₄制H₂或用CaCO₃与稀盐酸制CO₂。同B装置相比，D装置具有便于添加液体药品，制取的气体量较多的优点；C装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止；E装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。

③“固+液”的反应的发生装置的其他改进：
为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。

当打开弹簧夹时，溶液进入反应器内开始反应；当关闭弹簧夹时，气路不通，反应产生的气体将溶液压出反应器外，液体与同体分离，反应停止。

气体收集装置：

收集装置
选择条件	难溶或微溶于水，与水不发生化学反应的气体。如：H2、 O2、CH4等	不与空气发生反应，密度比空气密度大的气体。如：O2、 CO2等	不与空气发生反应，密度比空气密度小的气体。如：H2、CH4等
说明	①使用排水法收集的气体较纯净，但缺点是会使收集的气体中禽有水蒸气。当导管口有连续均匀的气泡冒出时才开始收集，当有大量气泡从集气瓶口冒出时，表明气体已收集满。 ②用向上排空气法收集气体，应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底，同时应在瓶口盖上玻璃片，以便尽可能地排尽空气，提高所收集气体的纯度。使用排空气法收集的气体比较十燥，但纯度较低，需要验满(可燃性气体则要注意安全，点燃之前一定要验纯，否则有爆炸危险)

药品的选取和实验方案的设计：

(1)可行性：所选取的药品能制得要制取的气体；
(2)药品廉价易得；
(3)适宜的条件：要求反应条件易达到，便于控制；
(4)反应速率适中：反应速率不能太快或太慢，以便于收集或进行实验；
(5)气体尽量纯净；
(6)注意安全性：操作简便易行，注意防止污染。
例如：①实验室制取H₂时选用锌粒，而不用镁条、铁片，原因是镁价格贵且反应速率太快而铁反应速率又太慢；酸选用稀硫酸，而不宜用稀盐酸、浓硫酸，因为用稀盐酸制得的H₂，因混有HCl而不纯，而锌与浓硫酸反应不生成H₂.
②制CO₂时可选用用石灰石(或大理石)与稀盐酸，而不选用Na₂CO₃浓盐酸、稀硫酸，原因是Na₂CO₃，反应速率太快，浓盐酸易挥发出HCl气体，稀硫酸反应不能进行到底，也不能煅烧石灰石，因为条件不易达到，不呵操作；
④用KClO₃、过氧化氢制O₂时，要加少量的MnO₂，作催化剂，以加快反应的速率

实验室制取气体的实验操作程序：

实验室制取气体存选择好药品、仪器后操作的一般程序：
(1)组装仪器：一般按从左到右，从下到上的顺序进行；
(2)检查装置气密；
(3)装药品：若是固体跟液体反应，一般是是先装入固体再加入液体；
(4)准备收集装置：若用排水法收集气体时，应在制取气体之前将集气瓶盛满水；
(5)制取气体；
(6)收集气体并验满；
(7)拆洗仪器。
注意：①给同体加热时．试管口要略向下倾斜；
②用加热KMnO₄或KClO₃(MnO₂作催化剂)的方法制取O₂，若用排水法收集，实验完毕时应先把导管移出水槽再移走酒精灯；
③固体跟液体反应制取气体时，要注意长颈漏斗末端要插入液面以下进行液封，以防漏气。

装置的选取与连接：

实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：


气体净化的几种方法：

(1)吸收法：用吸收剂将杂质气体吸收除去。如除去CO中混有的少量CO₂，可先用浓NaOH溶液吸收CO₂，再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常用吸收剂如下表：

吸收剂	吸收的气体杂质	吸收剂	吸收的气体杂质
水	可溶性的气体：HCl，NH3	NaOH	CO2，HCl，H2O
无水CuSO4	H2O	碱石灰	CO2,HCl ,H2O
灼热的铜网	O2	NaOH	CO2,HCl
灼热的CuO	H2，CO	浓硫酸	H2O

(2)转化法：通过化学反血，将杂质气体转化为所要得到的气体：如除去CO₂中的CO，可将混合气体通过足量的灼热CuO+COCu+CO₂

气体的干燥：

气体的干燥是通过干燥剂来实现的，选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是：酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体，碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体，干燥装置由干燥剂的状念决定．
(1)常见的干燥剂

干燥剂			可干燥的气体	不可干燥的气体
名称或化学式	酸碱性	状态
浓H2SO4	酸性	液体	H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CO	NH3
固体NaOH、生石灰，碱石灰（氢氧化钠和生石灰的混合物）	碱性	固态	H2、O2、N2、CH4、CO、NH3等	CO2、SO2、HCl
无水CaCl2	中性	固态	除NH3外的所有气体	NH3

(2)干燥装置的选择
 ①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是 “长进短出”，如下图A。
②除杂试剂为同体时，常选用干燥管(球形或u 形)，气体一般是“大进小出”，如下图B、C。
③需要通过加热与固体试剂发生化学反应除去的气体，常采用硬质玻璃管和酒精灯，如下图D。


装置连接顺序的确定规律：

(1)除杂和干燥的先后顺序
①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。原因：从溶液中出来的气体通常混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去CO中混有的CO₂和水蒸气，应将气体先通过。NaOH溶液，再通过浓H₂SO₄。
②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。如除去CO₂中混有的CO和水蒸气，应将气体先通过浓H₂SO₄，再通过灼热的CuO。
(2)除去多种杂质气体的顺序一般是先除去酸性较强的气体。如N2中混有 HCl、H₂O(气)、O₂时，应先除去HCl，再除去水，最后除去O₂(用灼热的铜网)。
(3)检验多种气体的先后顺序(一般先验水蒸气)：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO₂和水蒸气时，应先通过无水CuSO₄。检验水蒸气，再通过澄清的石灰水检验CO₂.

确定气体收集方法的技巧：

（1）排水集气法适用于“不溶于水且小与水反应的气体”，如下图A。
（2）向上排空气法适用于“密度比空气大且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量大于29的气体)，如下图B。
（3）向下排空气法适用于“密度比空气小且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量小于29的气体)，如下图C。

 （4）不能用排空气法收集的气体
①气体的密度与空气的密度相近时不能用排空气法收集
②当气体与空气中某一成分反应时不能用排空气法收集
（5）有毒气体收集方法的确定
①有毒，但气体难溶于水时，一般采用排水法收集。如下图D
②有毒，但气体叉易溶于水时，则采用带双孔胶塞(一长一短的导气管)的集气瓶利用排空气法收集该气体，但必须接尾气处理装置，以免多余的有毒气体逸散到空气中污染空气，如收集氨气可用图E。


气体制取实验中关于仪器或装置选择题目的解题技巧：

(1)需要研究气体实验室制法的化学反应原理；
(2)需要研究制取这种气体所应采用的实验装置；
(3)需要研究如何证明制得的气体就是要制取的气体。
根据给出的仪器或装置进行选取时，应明确制取气体的发生装置主要是两套(同体加热型和固液常温型)，依据反应物的状态和反应条件来确定选用哪套发生装置；气体的收集装置主要就是三套(向上排空气法、向下排空气法和排水法)，依据气体的性质来确定选用什么样的收集装置。选择仪器时要注意先对实验原理进行判断，然后再根据原理确定装置所需要的仪器。
实验室制取气体的思路图:

化学方程式的书写原则遵循两个原则：
一是必须以客观事实为基础，绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应；

二是遵循质量守恒定律，即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。

书写化学方程式的具体步骤:
(1)写：根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左，生成物在右，中间用横线连接，如: H₂+O₂——H₂O，H₂O——H₂+O₂。
(2)配：根据反应前后原子的种类和数目不变的原则，在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数，使各种元素的原子个数在反应前后相等，然后将横线变成等号。配平后，化学式前的化学计量数之比应是最简整数比，如:2H₂+O₂=2H₂O，2H₂O= 2H₂+O₂。
(3)注：注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H₂+O₂2H₂O，2H₂O2H₂↑+O₂↑。

化学计量数:
化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中，各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比，计数量为1时，一般不写出。

书学化学方程式的常见错误:

常见错误	违背规律
写错物质的化学式	客观事实
臆造生成物或事实上不存在的化学反应
写错或漏泄反应条件
化学方程式没有配平	质量守恒
漏标多标“↑”、“↓”符号	——

书写化学方程式时条件和气体、沉淀符号的使用:
（1）.“△”的使用
①“△”是表示加热的符号，它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。
②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生，书写化学方程式时就用“△”，如:2KMnO₄ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑。
③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度，一般用“高温”表示;如:CaCO₃CaO+ CO₂↑
 
（2）“↑”的使用
 ①“↑”表示生成物是气态，只能出现在等号的右边。
②当反应物为固体、液体，且生成的气体能从反应体系中逸出来，气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl₂+H₂↑。
③当反应物是溶液时，生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来，则不用“↑”，如:H₂SO₄+ BaCl₂==FeCl₂+2HCl
④只有生成物在该反应的温度下为气态，才能使用“↑”。
⑤若反应物中有气态物质，则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O₂CO₂

（3）“↓”使用
①“↓”表示难溶性固体生成物，只能出现在等号的右边
②当反应在溶液中进行，有沉淀生成时，用 “↓”，如:AgNO₃+HCl==AgCl↓+HNO₃
③当反应不在溶液中进行，尽管生成物有不溶性固体，也不用标“↓”，如:2Cu+O₂2CuO
④反应在溶液中进行，若反应物中有难溶性物质，生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO₄==FeSO₄+Cu.

化学方程式中“↑”和“↓”的应用：
①“↑”或“↓”是生成物状态符号，无论反应物是气体还是固体，都不能标“↑”或“↓”;
②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀，则使用“↓”；若不在溶液中进行，无论生成物中是否有固体或难溶物，都不使用“↓”;
③常温下，若反应物中无气体，生成物中有气体.

提取信息书写化学方程式的方法:
      书写信息型化学方程式是中考热点，题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域，充分体现了化学学科的重要性，并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤，可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式，并注明反应条件及生成物状态；第二步就是化学方程式的配平。

概念：用文字表示化学反应的式子

文字表达式的书写步骤：
（1）写：根据反应事实写出反应物和生成物
（2）注：注明反应条件：[点燃，加热，光照，通电等]

混合物的分离和提纯(除杂)
1. 分离与提纯的基本原理
(1)分离：就是用物理或化学的方法将混合物巾的各组分分开，并将物质恢复到原状态。
(2)提纯和除杂：用物理或化学的方法把混合物中的杂质除去而得到纯物质。在提纯过程中，如果杂质发生了化学变化，不必恢复成原物质。二者的方法在很多情况下是相似的，但分离比提纯的步骤要多，因为各组分均要保留，绎过化学反应使混合物中各组分经转化而分离后还要复原为原来的组分物质提纯和除杂过程中经常用到分离操作，二者有时又密不可分。

2．分离和提纯应遵循的原则
(1)不能“玉石俱焚”：即试剂一般要求与杂质反应，不与要保留的物质反应。但在特殊情况下，所加试剂可和保留物质应应，但最终要转化成需要保留的物质如除去FeCl₃，溶液中的NaCl，可加过量的NaOH溶液→过滤→洗涤→加适量稀盐酸。
(2)“不增““不减”：即不增加新的杂质，不减少要保留的物质如除去FeCl₃中的少量Fe₂(SO₄)₃应选用BaCl₂而不应选用Ba(NO₃)₂，否则发生反应3Ba(NO₃)₂+Fe₂(SO₄)₃==3BaSO₄↓+2Fe(NO₃)₃溶液中又增加了Fe(NO₃)₃.
(3)易分离：反应后，物质的状态不同，便于分离。
(4)不污染环境：即耍求所选用的除杂方法不能产生可污染环境的物质。
(5)不能“旧貌变新颜”：即除杂结束前，要恢复保留物质的原有状态。


常见除杂的方法：
CO₂(O₂)：将气体通过灼热的铜网
CO₂(H₂或CO)：将气体通过灼热的氧化铜
O₂或CO₂或H₂(含H₂O)：将气体通过浓硫酸或氧化钙或氯化钙等干燥剂
O₂或H₂或CO(含CO₂或SO₂)：将气体通入氢氧化钠溶液中
Cu(含Fe或Mg或Zn)：加入足量的稀盐酸或稀硫酸，过滤
Fe(含Cu)：用磁铁将铁粉吸引出来
Cu(含CuO)，Fe(含Fe₂O₃)：高温下与H₂或CO反应
CuO(含Cu或C)：在空气中灼烧
CaO(含CaCO₃)：高温煅烧(CaCO₃分解成CaO和CO₂)
CaCO₃(含CaO)：加足量水溶解，过滤，取滤渣
Ca(OH)₂(含CaO)加足量水
FeSO₄溶液(含H₂SO₄或CuSO₄)，FeCl₂溶液(含盐酸或CuCl₂)：加过量铁粉，过滤，取滤液
NaCl溶液(含Na₂CO₃)：加适量稀盐酸
Na₂SO₄溶液(含CuSO₄)：加适量 NaOH 溶液

酸、碱、盐溶液的除杂技巧：
1．被提纯物与杂质所含阳离子相同时，选取与杂质中的阴离子不共存的阳离子，再与被提纯物中的阴离子组合出除杂试剂。如除去Na₂SO₄溶液中的NaOH：可选用稀H₂SO₄溶液为除杂试剂(2NaOH+ H₂SO₄==Na₂SO₄+2H₂O)、除去KCl溶液中的 K₂SO₄：可选用BaCl₂溶液为除杂试制(K₂SO₄+BaCl₂ ==2KCl+BaSO₄↓，过滤除去)

2．被提纯物与杂质所含阴离子相同时，选取与杂质中阳离子不共存的阴离子，再与被提纯物中的阳离子组合出除杂试剂，如除去NaCl溶液中的BaCl₂：可选用 Na₂SO₄溶液为除杂试剂(BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓ +2NaCl，过滤除去).再如除去KNO₃溶液中的AgNO₃：可选用KCl溶液为除杂试剂(AgNO₃+KCl=AgCl↓ +KNO₃，过滤除去)。

3．被提纯物质与杂质所含阴离子、阳离子都不相同时，应选取与杂质中阴、阳离子都不共存的阳、阴离子组合出除杂试剂。如：除去NaCl溶液中的CuSO₄：可选用Ba(OH)₂溶液为除杂试剂[CuSO₄+Ba(OH)₂= BaSO₄↓+Cu(OH)₂↓，过滤除去]。

分离和提纯的方法：
   物质的分离和提纯有两种主要的方法，即物理方法和化学方法。实际上在实验过程中往往需通过综合法来进行。
（1）物理方法主要包括过滤，蒸馏，结晶

方法	适用范围	举例	注意事项
过滤	分离不溶性固体和液体	粗盐提纯	①过滤时要“一贴、二低，三靠”； ②必要时要洗涤沉淀物
结晶	利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度随温度变化不同的性质来分离提纯物质	分离氯化钠和硝酸钾混合物	①一般先配较高温度下的浓溶液，然后降温结晶： ②结晶后过滤，分离出晶体
蒸馏	沸点不同的液体混合物	石油的分馏	①温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处； ②加沸石(或碎瓷片)； ③冷凝管水流方向

（2）化学方法

除杂方法	除杂原理	应用实例
化气法	与杂质反应生成气体而除去	除Na2SO4中的NaCO3，可加适量稀盐酸 NaCO3+H2SO4==Na2SO4+CO2↑+H2O
沉淀法	将杂质转化为沉淀过滤除去	除去NaCl中的Na2SO4.可加适量的BaCl2 Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl
置换法	将杂质通过置换反应而除去	c除去FeSO4中的CuSO4可加过量的铁粉 CuSO4+Fe==Cu+FeSO4
溶解法	将杂质溶丁某种试剂而除去	除C粉中的CuO粉末，可加适量稀盐酸，再过滤 CuO+H2SO4==CuSO4+H2O
加热法	杂质受热易分解，通过加热将杂质除去	除CaO中的CaCO3可加热 CaCO3CaO+CO2↑
转化法	将杂质通过化学反应转化为主要成分	除去CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO CO+CuOCu+CO2

（3）综合法
在进行混合物的分离或提纯时，采用一种方法往往不能达到目的，而要采用几种方法才能完成，这就是综合法。综合法主要有三种：
①物理方法的综合：主要是溶解、过滤、蒸发、结晶等方法的结合：
②化学方法的综合：当某物质所含杂质不止一种时，通常需加入多种试剂除去(或分离)不同的物质。
③物理与化学方法的综合：当某物质所含杂质不止一种，且有能用物理方法除去(或分离)的杂质时，首先应考虑用物理方法除去一种或几种杂质，然后再用化学方法除去其余杂质。

(4)除杂方法的几个优化原则
①若同时有多种方法能除去杂质，要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。
②应尽量选择既可除去杂质，又可增加保留物质的方法，即“一举两得”。
③先考虑物理方法，再用化学方法。

常见的混合物类型及分类与提纯的方法见下表：

混合物类型采用的方法		物理方法	化学方法
固—固混合	可溶—可溶	结晶	把杂质变成沉淀、气体等除去
	可溶—不溶	过滤	——
	不溶—不溶	—	把杂质变成可溶物除去
固—液混合		过滤	——
液—液混合		——	把杂质变成沉淀，气体或被提纯物
气—气混合		——	把杂质变成固体、溶液或被提纯物