资源简介

班级 姓名 编审：林小丽
【考纲要求】
1．掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法）。
2．能绘制和识别简单的典型的实验仪器装置图，
【课前预习案】
6种典型无机气体的制取：CO2、H2、Cl2、NH3、O2、SO2
气体制备装置一般分四大部分：
发生装置，净化装置（干燥装置），收集装置，尾气处理装置。
一、常见气体实验室制备的原理----写出其化学方程式
特别注意反应物的状态(固体或液体)及反应条件(加热或常温)．
1.O2——H2O2和MnO2粉末混合
K MnO4 加热
2KClO3 2KCl+3O2↑； Na2O2+H2O＝
2.或盐酸
3.与浓盐酸共热
2KMnO4+16HCl(浓) = 2KCl＋2MnCl2+5Cl2↑+8H2O； （了解）
4.固体共热
还可以用浓氨水与固体NaOH或CaO或碱 ( http: / / www.21cnjy.com )石灰NH3·H2O+ CaO＝ ； NH3·H2O 与固体NaOH制气的原因是
（5）（70%）（了解）
（6）NO——Cu与稀HNO3
（7）
（8）——石灰石或大理石与盐酸
（9）——乙醇、浓、170℃
HCl：可用浓HCl与浓混合（了解）
二、常见气体发生装置的类型
（一）设计原则：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。
（二）装置基本类型：
1．固（液）＋固（加热）：适用于制O2、NH3。
2.固＋液体（不加热）：适用于制CO2、H2 、SO2、NO2
（1）常规类
（2）简易装置
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3.固（液）＋液体（加热）； 液+液、定温加热
Cl2 C2H4
强调：实验操作注意点：
(1) 需用疏松棉花团的实验
a.用KMnO4制取O2时，为了防止生成的细小颗粒堵塞导管，在大试管口放一疏松棉花团。
b.实验室制取氨气时，在收集气体的小试管口放一疏松棉花团。减少氨气与空气的对流。
(2)做Cu和浓硫酸及浓、稀硝酸反应的试验时，试管口堵一蘸有少量碱液的棉花防污染。
三、气体的净化与干燥
1．选择气体吸收剂。应根据 ( http: / / www.21cnjy.com )气体、杂质的性质（酸碱性、氧化还原性）而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。一般情况下：①易溶于水的气体杂质可用水来吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂。
物理方法：水洗法：利用溶解度不同从混合气N2。H2。NH3中除去NH3；用饱和 除去Cl2中的HCl；
化学方法：（1）最常用的为洗气法：①用 除去CO2中的HCl、SO2等；
③用 除去NO中的NO2
注意：饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化为目标气体。
　例如：饱和NaHCO3溶液能吸收CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体，转化为CO2。
　饱和NaHSO3溶液能吸收SO2中混有的HCl等气体，转化为SO2。
（2）氧化还原法： 除去混合气中的O2；用酸性KMnO4溶液的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2等。
（3）酸碱法：强碱溶液如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等呈酸性的气体
（4）沉淀法：除去CO2中的H2S通过CuSO4溶液。H2S＋CuSO4＝CuS↓＋H2SO4
注意：用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的乙醇或乙酸；用加新制的生石灰并蒸馏法除去乙醇中的乙酸。
2.气体的净化（干燥）装置：（1）．装置设计原则：根据净化药品的状态及条件。
（2）装置基本类型：液体除杂剂（不 ( http: / / www.21cnjy.com )加热）如图3.1所示；固体除杂剂（不加热）如图3.2（1）、 3.2（2）所示；固体除杂剂（加热）如图3.3所示。
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图3.1 图3.2（1） 图3.2（2） 图3.3
（3）常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：
①酸性干燥剂，如浓硫酸（五氧化二磷）等。能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。
②碱性干燥剂，如碱石灰、生石灰、固体NaOH等。干燥显碱性或中性的气体，如NH3、H2、O2、CH4等气体。
③中性干燥剂，如无水氯化钙等，可以干燥显中性、酸性、碱性气体，但不能干燥NH3
注意：浓硫酸不能干燥NH3、H2S、HBr、HI ；无水氯化钙不能干燥NH3
归纳：气体净化与干燥注意事项
一般情况下，若采用溶液作除杂试剂， ( http: / / www.21cnjy.com )则是先除杂后干燥；若采用加热除去杂质，则是先干燥后加热。对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收（或点燃），使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、等可用NaOH溶液吸收；尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收；尾气CO可用点燃法，将它转化为CO2气体。
四、常见气体收集装置的设计原则及类型
1．设计原则：根据所收集气体的溶解性和密度和化学性质。2．装置基本类型：
装置类型 排水（液）集气法 向上排空气集气法 向下排空气集气法
装 置示意图 a b c ( http: / / www.21cnjy.com )d
适用范围 不溶于水（液）的气体 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体
典型气体 H2.O2,NO,CO.C2H4 Cl2。HCl.CO2。SO2。H2S H2。NH3。CH4
1．排水法：难溶于水且不与水发生化学反应的气 ( http: / / www.21cnjy.com )体。例如：H2、O2、CO、CH4、NO（只能用排水法收集）、C2H4等或排液法：Cl2用排饱和食盐水收集,CO2可以用排饱和NaHCO3溶液收集。排液法的典型仪器是a，注意导管只能伸入集气瓶内少许。
2．排气法：不与空气反应且 ( http: / / www.21cnjy.com )密度与空气相差较大的气体；又可分为向上排空气法和向下排空气法。用排气法收集气体时，导气管一定要伸入集气瓶底部，把空气尽量排出。为了减少空气扩散，集气瓶口可盖上毛玻璃片（如图b）；试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花（如图d）
特别注意：NO2只用排空气法；NO只能用排水法收集。
五．尾气处理装置
通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有：
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a b c d
a用于液体吸收气体，如：NaOH溶液吸收Cl2、SO2、NO2；硫酸铜溶液吸收H2S（气体溶解或反应速度不很快，不易引起倒吸）；
b收集极易溶解的气体。如HCl、NH3等；
c用于收集少量有毒气体，然后处理，如：NO;
d用于处理难以吸收（有毒）且可燃的气体。如CO等。
【思考】
用长颈漏斗组装制气装置，长颈漏斗的下端为何必须插入液面以下？
用孔板实验制气的固体必须满足什么条件？
常见防倒吸装置有哪些？
实验室制备CO2 为何不能用硫酸？
pH相同的盐酸和硫酸与表面积相同的碳酸钙反应，速率相同吗？
6.（2010全国高考2卷）如何检验排水法收集的气体是氢气？氧气？
答案：氢气:用拇指按住管 ( http: / / www.21cnjy.com )口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰
氧气:用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃
五、气体实验装置的设计
1．装置顺序：制气或发生装置→净化（干燥）装置→反应或收集装置→除尾气装置。
2．安装顺序：由下向上, 由左向右。
3．操作顺序：连接仪器→检验气密性→加入药品。
【预习检测】
1．实验室制备Cl2的离子方程式 ，反应中盐酸的作用
2．实验室用固固加热制备NH3的化学方程式 。
还可用向浓氨水中加入 的方 ( http: / / www.21cnjy.com )法制取氨气，原因是：
。
3.写出除杂试剂（括号内为杂质）
CO2(HCl)__________CO(CO2) ___________ CO2(SO2) ___________Cl2(HCl)_____________
4.写出铜与浓稀硝酸反应生成NO2、NO的离子方程
。
5．实验室可用右图所示装置干燥、收集某气体R，则R可能是（ ）
A．SO2 B．NH3 C．HCl D．Cl2
6．（高考改编）图5-19装置可用于（ ）
A．加热NaHCO3制CO2
B．用铜和稀硝酸反应制NO
C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D．用铜和浓硝酸反应制NO2
7．按下述方法制备气体，合理而又实用的是（ ）
A．锌粒与稀硝酸反应制备H2
B．二氧化锰和浓盐酸常温下制Cl2
C．锌粒与硫酸反应制备H2 D．大理石与浓硫酸反应制备CO2
【课堂探究案】
探究一：实验原理的选择
【例1】（2008年山东卷，理综，30部分改编）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
MnO2+4HCl（浓）MnCl2+C ( http: / / www.21cnjy.com )l2↑+2H2O
据此，(1)从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。
可选用制备气体的装置：
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（2）在氯气的制备中，随着反应的进行，浓盐酸变稀的原因有哪些？
（3）写出Cl2的尾气吸收的方程式： 。
【变式1】．（2012上海16）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是
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A．①是氨气发生装置 B．③是氨气发生装置
C．②是氨气吸收装置 D．④是氨气收集、检验装置
归纳再现：常见气体发生装置
设计原则：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。
固+固、加热 固(液)+液、不加热 块状固体+液体、不加热 固(液)+液、加热 液+液、定温加热
O2 .NH3 H2 。 CO2。 O2 （SO2。NO2） H2.CO2 Cl2 C2H4
探究二：实验设计整体思路
1、装置的安装顺序
2、操作顺序
装置连接→气密性检查→装固体加液体→气体制取
【例2】. （2007年山东理综）（ ( http: / / www.21cnjy.com )16分）　下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置（加热设备及夹持固定装置均略去），请根据要求完成下列各题（仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，ａ、ｂ为活塞）。
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（1）若气体入口通入ＣＯ和ＣＯ2的混合 ( http: / / www.21cnjy.com )气体，Ｅ内放置ＣｕＯ，选择装置获得纯净干燥的ＣＯ，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为　　　　　　（填代号）。能验证ＣＯ氧化产物的现象是　　　　　　　　　　　　 　　　。
（2）停止ＣＯ和ＣＯ2混合气体 ( http: / / www.21cnjy.com )的通入，Ｅ内放置Ｎａ2Ｏ2，按Ａ→Ｅ→Ｄ→Ｂ→Ｈ装置顺序制取纯净干燥的Ｏ2，并用Ｏ2氧化乙醇。此时，活塞ａ应　　　　　，活塞ｂ应　　　，需要加热的仪器装置有　　　　　（填代号），ｍ中反应的化学方程式为：　　　　　　。
（3）若气体入口改通空气，分液漏斗内改 ( http: / / www.21cnjy.com )加浓氨水，圆底烧瓶内改加ＮａＯＨ固体，Ｅ内放置铂铑合金网，按Ａ→Ｇ→Ｅ→Ｄ装置顺序制取干燥的氨气，并验证氨的某些性质。
①装置Ａ中能产生氨气的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②实验中观察到Ｅ内有红棕色气体出现，证明氨气具有　　　　性。
【变式2】（2010年山东卷，理综30部分）
1.实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器 ( http: / / www.21cnjy.com )如下。装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→ → → → →f。装置D的作用是 ，装置E中NaOH溶液的作用是 。（提示：装置A是实验室制取SO2的反应原理为：
Na2SO3＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。）
2.验证产生的气体含有SO2的方法是 。
归纳与强调：1、气体安全装置
（1）.防倒吸：加热法制取并 ( http: / / www.21cnjy.com )用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时，要注意熄灯顺序或加装安全装置。溶解气体时，溶解度较小者（Cl2、H2S等）可把导管直接插入溶液中，而溶解度较大者(NH3、HCl等)需在导管末端接一倒扣的漏斗，让漏斗边缘稍接触液面，以防止倒吸。常见的防倒吸装置：
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（2）防堵塞安全装置 （3）防污染安全装置
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2．气体净化与干燥注意事项
液态干燥剂 固态干燥剂
装置
常见干燥剂 浓硫酸 无水氯化钙 碱石灰
可干燥气体 H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CH4、N2、CO H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CH4、N2、CO H2、O2、NH3、N2、CO、CH4
不可干燥气体 NH3.H2S.HBr.HI NH3 Cl2.H2S.HCl.SO2.CO2
探究三：实验改进.创新与绘制
【例3】．某化学小组的同学到实验室学习。在实验桌上摆有下列仪器：
⑴关于e的用途，乙同学说：组成防倒吸装置。你还能说出其他两种用途吗？
① ；②
⑵丙同学想用下图装置以大理石和稀盐酸反 ( http: / / www.21cnjy.com )应制取CO2。教师指出，这需要太多的稀盐酸，造成浪费。该同学选用了上面的一种仪器，加在装置上，解决了这个问题。请你把该仪器画在图中合适的位置。
【课堂检测】
1.（上海改编）可用右图装置制取（必要时可加热、尾气处理已省）、净化、收集的气体是（ ）
A．铜和稀硝酸制一氧化氮
B．二氧化锰与浓盐酸制氯气
C．锌和稀硫酸制氢气
D．用生石灰和浓氨水制氨气
2.在实验室进行的下列实验中，有关仪器的下端必须插入液面以下的是( )。
　　①制备氯气装置中的分液漏斗；②制备 ( http: / / www.21cnjy.com )氨水时，将氨气溶于水的导气管；③制备氢气的简易装置中注入稀硫酸的长颈漏斗；④分馏石油时的温度计；⑤制备乙酸乙酯时，收集乙酸乙酯的导管。 A．①②④⑤ B．①②③④ C．③④⑤ D．③
3．（2008年广东卷）从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用图7所示装置进行的是（ ）
A．不同浓度的硝酸与铜反应
B．稀硫酸与纯碱或小苏打反应
C．铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应
D．H2O2在不同催化剂作用下分解
4．（福建师大附中2009）下列装置或操作能达到实验目的的是（ ） ( http: / / www.21cnjy.com )
5．（上海化学，双选）下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )
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6．（08年上海改编）设计学生试验要注意 ( http: / / www.21cnjy.com )安全、无污染、现象明显。根据孔板实验发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器（见上图）。若关闭K，不能使反应停止，可将试管从烧杯中取出（会有部分气体逸出）。下列气体的制取宜使用该装置的是（ ）
A．用二氧化锰(粉末)与双氧水制氧气 B．用锌粒与稀硫酸制氢气
C．用铜片与浓硝酸反应制二氧化氮 D．用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳
7、右图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫 ( http: / / www.21cnjy.com )酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是（ ）
①食盐水 ②KNO3溶液 ③适量稀硫酸铜溶液 ④Na2CO3溶液
⑤ CCl4 ⑥苯
A．①③⑤ B．②⑥ C．③⑤ D．①②④
8.以下气体发生装置中，不易控制反应产生气体的量的是（ ）
9.下表是实验室制备气体的有关内容：
编号 实验内容 实验原理 气体发生装置
① 制备氧气 H2O2→O2
② 制备氨气 NH4Cl→NH3
③ 制备氯气 HCl→Cl2
（1）上述气体中：从制备过程看，必须 ( http: / / www.21cnjy.com )选择合适的氧化剂才能实现的是 （填气体名称，下同）；从反应原理看，明显不同于其他两种气体的是 。
（2）根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置，将其编号填入上表中的空格中。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
（3）某学习小组设计了如下图实验，
将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：
①通入氯气后，A中的现象是 ，
整套实验装置存在的明显缺陷是 。
②请你帮该小组同学设计一个实验，证明洗气瓶B中的Na2SO3已被氧化：
（4）若用排空气法收集Cl2，在右边方框内画出气体收集装置图。
10．（2008年天津）Ⅰ．化学实验室 ( http: / / www.21cnjy.com )制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从下图中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。（仪器可重复使用，固定装置不必画出）。
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11．（2010全国） 某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。
请到答F列问题：
（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 ，
其中发生反应的化学方程式为 ；
（2）实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是 、 ，
这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 ；
装置B中发生反应的离子方程式为 ( http: / / www.21cnjy.com ) ；
（3）装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象
；
（4）尾气可采用 溶液吸收。
【课后拓展案】
1．（福建改）右图是制取、干燥和收集某气体的实验装置，可用于（ ）
A．用Cu与稀HNO3反应制NO B．用NaOH固体与浓氨水反应制NH3
C．用Fe与稀H2SO4反应制H2 D．用MnO2与浓HCl反应制C12
2.右图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用随关随停”的是( )
A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B.锌粒和稀硫酸制氢气
C.浓盐酸和二氧化锰制氯气D.NaOH固体与浓氨水制氨气
3.下列装置或操作能达到实验目的的是（ ）
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4. 下列应用不涉及氧化还原反应的是（ ）
A．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al
C．工业上利用合成氨实现人工固氮
D．实验室用NH4Cl和Ca(OH) 2制备NH3
5．（2010上海高考）正确的实验操作是实验成功的重要因素，下列实验操作错误的是
6. (2012北京卷 10)用右图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是（ ）
①中的物质 ②中的物质 预测①的现象
A 淀粉KI溶液 浓硝酸 无明显变化
B 酚酞溶液 浓盐酸 无明显变化
C AlCl3溶液 浓氨水 有白色沉淀
D 湿润红纸条 饱和氨水 红纸条褪色
7．(2012山东 12)下列由相关实验现象所推出的结论正确的是（ ）
A． Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO42－
C． Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
D．分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水
8.(2012上海 15)下图所示是验 ( http: / / www.21cnjy.com )证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
己知：2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
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对实验现象的“解释或结论”正确的是（ ）
选项 实验现象 解释或结论
A a处变蓝，b处变红棕色 氧化性：Cl2>Br2>I2
B c处先变红，后褪色 氯气与水生成了酸性物质
C d处立即褪色 氯气与水生成了漂白性物质
D e处变红色 还原性：Fe2＋ > Cl－
9.(高考改编) 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
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已知：实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化
铵溶液加热反应制取氮气。
（1）从右图中选择制取气体的合适装置：
氮气 、氢气 。
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混
合外，还有 、
。
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通人乙装置的水中
吸收氨， （“会”或“不会”）发生倒吸，
原因是： 。
（4）用乙装置吸收一段时间氨 ( http: / / www.21cnjy.com )后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：
（5）写出乙装置中氨氧化的化学方程式： 。
（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、 、 离子。
（7）若实验室制备氨气的过程中有氨气逸出，应选用下列　　　　装置回收（填代号）。
10．某兴趣小组同学设置了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质
（1）利用I、II装置制取 ( http: / / www.21cnjy.com )气体(K2关闭，K1打开)甲同学认为：利用II装置可以收集H2、NH3 等气体，但不能收集O2 和NO 等气体，其理由是：___ _____________
乙同学认为：利用II装置作简单改进，(不改 ( http: / / www.21cnjy.com )变仪器装置)，也可收集O2 和NO等气体，但不能收集NO2气体，改进的方法是_______________________，利用II装置再作简单改进，还可收集NO2 气体，改进方法__________________________ _ 。
利用I、III装置验证物质的性质(K2打开， ( http: / / www.21cnjy.com )K1关闭)如设计证明氧化性：KMnO4>Cl2>Br2 ，则在A中加浓盐酸，B中加___________，C中加_________，
观察到C中的现象是
制备原理：①制氧气：
②制氨气：
注意事项：l、试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在管口冷却后倒流而引起试管破裂。
2、铁夹应夹在距管口l／3处。
3、固体药品要放在试管底部平铺开，加热时首先均匀预热，然后在试管的最后部位集中加热，并逐步前移。
4、胶塞上的导管伸入试管里不能过长，否则会妨碍气体导出。
5、如用排水法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中撤导管，后撤酒精灯，以防止水倒流。
制备原理：①制CO2：
②制H2
③制：SO2、NO2等
注意事项：1．瓶内气密性要好。
2．先放固体后加液体。
3．加人酸的量要适当。
制备原理：制CO2、H2（了解硫化氢）
注意事项：
1．在简易装置中长颈漏斗的下口应插入液面以下，起到液封的作用。
2．加入大小适宜不溶于水的块状固体，如果太碎会落入底部的酸 中使反应无法控制。造成容器内压力过大，导致酸液溢出。
3．加人酸的量要适当。
4．在导管口点燃氢气或其它可燃性气体时，必须先检验纯度。
A
B
C
D
K1
K2
I
II
III

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