（一）实验室制取气体的思路
1、实验原理、实验装置和检验
（1）选择适当的反应，包括反应物和反应条件（即原理）
（2）选择合适的实验装置
（3）验证所制得的气体（即检验）
2、制取气体装置的选择
（1）发生装置
由反应物的状态及反应条件决定：
①反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
②反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。
（2）收集装置
气体的密度及气体的溶解性决定：
①气体不易溶于水，且不与水发生反应，可用排水法收集。
②密度比空气大，可用向上排空气法；密度比空气小，可用向下排空气法。
（二）氧气的实验室制法
(1)原理：
氯酸钾
氯化钾＋氧气
或 高锰酸钾
锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
或 过氧化氢
水＋氧气
(2)装置：发生装置如图1所示；收集装置如图2所示。
加热固体时发生装置的特点：
①试管口略向下倾斜；
②铁夹夹在离试管口约1/3处；
③药品要平铺；
④导气管伸入试管内不宜太长。
(3)操作步骤：（以加热高锰酸钾为例）
①查：检查装置的气密性；②装：把药品装入试管内；③定：把试管固定在铁架台上；④点：点燃酒精灯加热；⑤收：收集气体；⑥离：把导气管撤离水槽；⑦熄：熄灭酒精灯。
注意：检查装置气密性的方法：用带导管的橡皮塞塞住试管口，将导管的一端浸入水中，用手紧握试管，如果导管口有气泡放出，说明装置不漏气。
(4)收集方法：
①氧气不易溶于水，可用排水法收集；
②氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集。
(5)检验：
用带火星的木条伸入集气瓶内，若带火星的木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气。
(6)验满方法：
①用排水法时：如果集气瓶口有大量气泡向外冒出，说明已收集满；
②用向上排空气法时：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明收集满。
(7)安全注意点：
①用高锰酸钾制取氧气，要在试管口塞上一团棉花，防止高锰酸钾粉末随氧气进入导管；
②若用排水法收集，停止反应时，应先移导管，后熄灭酒精灯，以防止水倒流造成试管炸裂；
③根据酒精灯的高度固定试管，使酒精灯的外焰正对着试管里有药品的部分；
④用排水法收集氧气时，当气泡连续均匀放出时才能收集，因为开始放出的气体是空气；
⑤如果用排空气法收氧气时，应该把导管伸到集气瓶底，便于排尽空气；
⑥试管口要略向下倾斜，防止药品中湿存的水倒流回试管底部，使试管炸裂。
（三）二氧化碳的实验室制法
（1）原理：用石灰石和稀盐酸反应：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
（2）选用和制氢气相同的发生装置
（3）气体收集方法：只能用向上排空气法
（4）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如果澄清的石灰水变浑浊，则说明是二氧化碳。
验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。
（四）氢气的实验室制法
1、原理：锌和稀硫酸反应：Zn ＋ H2SO4 =ZnSO4＋ H2↑
2、选用反应物中有液体，且不需要加热的发生装置
3、气体收集方法：只能用向下排空气法或排水法
4、氢气的检验：将气体移近火焰点燃，如果气体能燃烧产生淡蓝色火焰，说明是氢气。
5、氢气的验纯方法：用排水法或向下排空气法收集氢气，用大拇指堵住试管口，管口向下，移近火焰，移开大拇指点火。若发出尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯；若声音很小，表明氢气较纯。
（五）实验室制取O2、H2、CO2的装置
1、实验室制取O2、H2、CO2的发生装置
气体发生
装置 |
|
   
|
适用范围 |
反应物都是固体，反应需在加热的条件下进行 |
反应物中有液体，反应不需要加热 |
范例 |
O2 |
O2、H2、CO2 |
2、实验室制取O2、H2、CO2的收集装置
向下排气法 |
向上排气法 |
排水法 |
|
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|
H2 |
CO2、O2 |
H2、O2 |
例1、一氧化氮在常温下是一种气体，它难溶于水，密度比空气略大，能跟空气中的氧气迅速反应生成二氧化氮。要收集一瓶—氧化氮气体，应采用的收集方法是( )
A．排水集气法
B．向上排空气法
C．排水法和向上排空气法
D．向下排空气法
解析：
由题知，一氧化氮难溶于水，所以收集—氧化氮气体的方法可以是排水法；一氧化氮能跟空气中的氧气迅速反应生成二氧化氮，所以收集—氧化氮气体不可使用排空气法收集。
答案：A
例2、可以一次鉴别出空气、氧气和二氧化碳三瓶气体的最合适的方法是( )
A．分别滴入适量的石灰水
B．分别滴入紫色石蕊试液
C．将燃着的木条分别伸入瓶中
D．将气体分别通过灼热的铜丝网
解析：
将燃着的木条分别伸入瓶中，若是空气，木条继续燃烧；若是氧气，木条燃烧得更旺；若是二氧化碳，木条会熄灭。
答案：C
例3、在实验室中，利用下图装置可以制取并收集多种气体(必要时可以加热)。
(1)李明同学想利用该装置制取干燥的O2，应对装置作何改进? ____________。a中发生反应的化学方程式为____________；b中盛放的试剂是____________。
(2)李明同学还想利用上述实验装置制取干燥的H2和CO2，请你对他的方案给予评价：
制取的气体 |
a中盛放的试剂 |
b中盛放的试剂 |
评价
(回答是否可行；若不可行，说出理由) |
H2 |
Zn、稀H2SO4 |
浓H2SO4 |
|
CO2 |
大理石、稀盐酸 |
浓H2SO4 |
|
解析：
本题是以一套实验装置的改进和实验方案的评价为切入点，考查三大气体的制取装置、收集装置和净化原理等知识。
答案：
(1)将发生装置中试管口向下倾斜；
；浓硫酸
(2) 不行，因为氢气应采用向下排空气法收集；
行。
例4、下图所示为实验室常用的实验装置：
据此回答下列问题：
（1）写出带标号仪器的名称：①____________；②____________；
（2）常温下，用锌和稀硫酸反应制取氢气，应选用的发生装置是____________（填序号，下同），收集装置是____________；
（3）实验室通常用稀盐酸和石灰石反应制取CO2，该反应的化学方程式为____________；此外，CO2也可以用碳酸氢钠（NaHCO3）固体加热分解（产物为碳酸钠、二氧化碳和水）来制取，该反应的化学方程式为____________，若用此法来制取CO2，应选用的发生装置是____________，收集装置是____________；
（4）F装置可用来测量生成的CO2气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是____________，植物油上方原有的空气对实验的结果____________（填“有”或“没有”）明显影响。
解析：
本题考查了氢气和二氧化碳的制法及相关知识。其中选择制取气体装置时应注意：
（1）发生装置：由反应物的状态及反应条件决定：
反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。
（2）收集装置：气体的密度及气体的溶解性决定：
①气体不易溶于水且不与水发生反应用排水法收集。
②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。
答案：
（1）长颈漏斗；集气瓶
（2）B；C（或E或C、E）
（3）CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O
2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O；A；D
（4）防止CO2溶于水（或防止CO2与水反应、防止CO2与水接触）；没有。
例5、为了研究CO2的性质，需要制取并收集干燥的CO2气体。以下是提供的一些实验装置。
(1)制取并收集干燥的CO2气体，可采用的装置组合是____________ (填字母)。
(2)实验室制取CO2的化学方程式为________________________。
(3)若在上述实验中气体无法收集满，则可能的原因是________________________。
解析：
本题考查了二氧化碳的制法。
答案：
(1)A、D、B
(2) CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
(3)药品量不足或装置气密性不好等。
