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第9讲 气体制取专题
知识要点：
1. 氧气、二氧化碳和水蒸气的检验方法。
2. 装置气密性检查的方法。
3. 氧气、二氧化碳及其他气体的实验室制取原理。
4. 气体制取装置的组合与创新使用。
思维导图：
一、氧气、二氧化碳和水蒸气的检验方法
1. 氧气的检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，观察能否复燃；氧气的
验满：将带火星的木条放在集气瓶口，观察能否复燃。
2. 二氧化碳的检验：通入澄清石灰水中，观察是否变浑浊；二氧化碳的
验满：将点燃的木条放在集气瓶口，观察是否会熄灭。
3. 气体中水蒸气的检验：通过白色的无水硫酸铜粉末，观察是否变
为蓝色。
二、CO2和O2的制取实验及相关性质的比较
气体种
类 反应物（状态） 反应条
件 与空气密度
比较 溶解性
二氧化
碳 石灰石（固体）和稀盐酸
（液体） 常温 比空气大 能溶于
水
氧气 氯酸钾（固体）和二氧化锰
（固体）或过氧化氢溶液
（液体）和二氧化锰（固
体） 加热或
常温 比空气大 不易溶
于水
1. 实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。发生装置只由反应
物的状态和反应条件决定，收集装置须考虑生成气体的物理性质（如溶
解性、密度大小）。
2. 发生装置：①固固加热型；②固液不加热型。
3. 制取气体的一般步骤：装置的选择与连接→装置气密性检查→装固体
试剂→加液体试剂→开始实验→拆卸仪器→其他处理等。
三、装置气密性的检查
1. 手握法：将导管一端浸入水中，用手捂住容器的外壁，若导管口有气
泡冒出，松开手后形成一段稳定的水柱，则表明装置的气密性良好。
2. 液封法：关闭止水夹，向长颈漏斗中加水，使长颈漏斗中的液面高于
锥形瓶中的液面，若一段时间后长颈漏斗中的液面不下降，则表明装置
的气密性良好。
难点解析：装置气密性检查时要形成一定的压强差而产生明显的现象，
压强差主要来自两方面：一是温度的变化引起气体体积的变化，二是利
用外力形成的压强差。
四、多功能瓶的使用
1. 洗气瓶（如图甲所示）：长管进，短管出。洗气瓶一般用来检验气体
（如二氧化碳）、干燥气体（如混有水蒸气的气体）、吸收气体（如二
氧化硫）或除去气体中的杂质（如HCl气体等）。
2. 向上排空气集气瓶（如图乙所示）：长管进，短管出。使用条件：收
集的气体的密度大于空气的密度，并且气体不与空气中的成分反应。
3. 向下排空气集气瓶（如图丙所示）：短管进，长管出。使用条件：收
集的气体的密度小于空气的密度，并且气体不与空气中的成分反应。
4. 排水集气瓶（如图丁所示）：短管进，长管出。使用条件：气体不溶
或难溶于水，并且气体不与水反应。
知识点一：装置气密性检查的方法
　下列装置操作图中不能用于检查气密性的是 （　　）
A. B.
C. D.
　装置气密性检查的原理：通过气体发生器与液体构成封闭
体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形
成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏。一般用到的方法有空气
热胀冷缩法、注水法、抽气或压气法等。
　选项A是空气热胀冷缩法，原理：用手掌紧握试管壁，若
烧杯内有气泡产生，松手后导管下端口上升一段水柱，则证明该装置气
密性良好；选项B所示的装置未构成封闭体系，右边的导管与大气相
通，无论该装置气密性是否良好，当用注射器抽气时，都会有水被吸出
来；选项C所示装置，当推动注射器的活塞时，集气瓶内压强增大，把
水压入长颈漏斗中，若气密性良好，则会形成一段稳定的水柱；选项D
是注水法，原理：向长颈漏斗中注水，直到长颈漏斗中的液面高于集气
瓶中的液面，停止注水，长颈漏斗中的液面不下降，则证明该装置气密
性良好。
　B
　检查装置气密性时可以通过改变体系内的压强，理解这一
点是解答此类题的关键。
　下列装置中，若不添加其他仪器，也不改变装置结构，不
能检查出装置是否漏气的是（　D　）
A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④
D
知识点二：气体的制取
　如图所示为实验室常用的气体发生装置或收集装置。下列实验中
选用的装置合理的是 （　　）
A. 用氯酸钾和二氧化锰制取O2可选用a、d
B. 用大理石和稀盐酸制取CO2可选用b、c
C. 用氯酸钾和二氧化锰制取O2可选用b、e
D. 用过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2可选用a、c
　根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据气体的
密度及其在水中的溶解性选择收集装置。
　用氯酸钾和二氧化锰制取O2时，反应物为固体，且需要加
热，故选a为发生装置；用大理石和稀盐酸制取CO2时，反应物为固液混
合物，不需要加热，故选b为发生装置；用过氧化氢溶液和二氧化锰制
取O2时，反应物为固液混合物，不需要加热，故选b为发生装置。氧气
的密度比空气大，且不易溶于水，可以用向上排空气法或排水法收集，
故选c或e为收集装置；二氧化碳的密度比空气大，且能溶于水，可以用
向上排空气法收集，故选c为收集装置。
　B
　掌握实验室制取气体所用试剂的性质以及气体的溶解性和
密度是解题的关键。
　如图所示为实验室常用的气体制取或收集装置，请回答下
列问题：
（1）图中仪器a的名称是 。
集气瓶
（2）实验室制取CO2的化学方程式
为 ，
选用装置B时，长颈漏斗下管口应伸入液面以下，原因是
；装置C与装置B相比，装置C的优点
是 。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
防止气体从
长颈漏斗下管口逸出（液封）
能够控制反应速率
（3）氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度小于空气，极易溶
于水。实验室常用加热碱石灰与氯化铵混合物的方法制取氨气，发生装
置可以选用 （填字母）；若选用装置F收集，则应该从 （填
“m”或“n”）端通入，还需在装置F后接装置G，装置G中倒置漏斗的作用
是 。
A
n
气体能充分被吸收和防止倒吸
知识点三：气体制取装置的组合
　下列实验操作中合理的是（注：浓硫酸有吸水性，可用于干燥气
体） （　　）
A. 用装置①制取O2时，应先装试剂，再检查装置①的气密性
B. 用装置④收集CO2时，检验CO2是否收集满的方法是在f处放置燃着的
木条
C. 用KClO3制取并粗略测定O2的体积时，装置的连接顺序为b→g→h→i
D. 用MnO2和H2O2溶液制取并收集干燥的O2时，装置的连接顺序为
a→c→d→f
　从常用气体的发生装置和收集装置与选取方法、气体的干
燥（除去水蒸气）、二氧化碳的检验和验满、量气装置等方面进行分
析。
　实验室制取气体时，组装好装置①后，应在装入试剂前检
查装置的气密性，以避免装入试剂后发现装置气密性不好，更换部分仪
器而浪费试剂；CO2的密度比空气大，用装置④收集CO2时，CO2应从f
进，从e出，故检验CO2是否收集满的方法是在e处放置燃着的木条；用
KClO3制取并粗略测定O2的体积时，氧气不易溶于水，若用装置⑤收集，
则应从h进，将水从g排出，故装置的连接顺序为b→h→g→i；用MnO2和
H2O2溶液制取O2属于固液常温型，浓硫酸可以干燥氧气，c进d出，氧气
的密度比空气大，用向上排空气法收集，f进e出，故装置的连接顺序为
a→c→d→f。
　D
　掌握实验室制取氧气、二氧化碳的实验步骤、注意事项以
及气体的干燥和量气装置等是解题的关键。
　如图甲所示为实验室制取并收集CO2气体的常用装置。
（1）写出用图甲中装置A制取CO2的化学方程
式： 。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
（2）用图甲中装置B收集CO2，a为进气口，请将装置中的玻璃导管补画完整。
（3）利用如图乙所示的装置探究CO2的性质，证明CO2和水发生了化学
反应的实验现象是
。
【答案】（2）如图所示。　
干燥的蓝色石蕊试纸不变色，湿润的蓝色石蕊试纸
变红
　具有基本的科学实验技能是学习科学的基础和保证，根据如图甲
所示的装置图，回答下列问题：
【实验Ⅰ】气体的制取。
（1）装置C中仪器的名称为 　　　　。
（2）若用KClO3和MnO2混合制取O2，则反应的化学方程式为 　　
　　；
若要收集一瓶纯度较高的O2，则气体应从装置F的 　　　　（填“a”或
“b”）导管口通入。
（3）实验室制取CO2要达到“随用随制，随关随停”的效果，则可
选 　　　　（填字母）组合的发生装置。
【实验Ⅱ】基于特定需求设计和制作简易供氧器。
（4）如图乙所示为某品牌“便携式制氧机”的工作示意图，图乙中O2通
道相当于图甲装置G中的 　　　　（填“c”或“d”）导管，图乙中加湿仓
中水的作用是 　　 　　。
　发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依
据气体的密度和溶解性选择；再根据发生装置和收集装置的特点进行分
析。
　（1）装置C中仪器的名称为锥形瓶。（2）氯酸钾在二氧
化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为
2KClO32KCl+3O2↑。氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，若要收集一
瓶纯度较高的O2，则气体应从装置F的a导管口通入。（3）实验室制取
CO2要达到“随用随制，随关随停”的效果，则可选BD组合的发生装置，
该装置中当打开止水夹时，液体进入试管，与固体试剂接触，开始反
应，当关闭止水夹时，产生的气体无法排出，试管内的气体增多，使试
管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，液面降到多孔隔板以下，反
应物相互分离，反应停止。
（4）反应仓内产生的氧气通过O2通道到达加湿仓，再从水底部上浮冒
出，所以O2通道相当于图甲装置G中的c导管，图乙中加湿仓内的水能使
氧气保持湿润，并能监测产生氧气的速率。
　（1）锥形瓶　（2）2KClO32KCl+3O2↑　a　（3）BD　
（4）c　使氧气保持湿润，并能监测产生氧气的速率
　运用氧气制取的相关知识解决实际问题及分析图表并能得
出正确结论是解题的关键。
1. 【丽水】在实验室制取和收集气体的四种装置中，其中不正确的是
（　C　）
A. 可制取O2 B. 可制取CO2
C. 可收集CO2 D. 可收集O2
C
2. 如图所示分别是氧气的制取、验满、收集和检验的装置，其中错误的
是（　A　）
A. 制取氧气 B. 验满氧气
C. 收集氧气 D. 检验氧气
A
3. 如图所示的四种尾气吸收装置中，适合吸收极易溶于水的气体，但又
不易产生倒吸(液体从烧杯进入气体发生装置中)现象的是（　B　）
A. ①②③ B. ②③④
C. ①③④ D. ①②④
B
4. 用集气瓶可完成多种实验。根据如图所示的装置判断下列说法中不正
确的是（　D　）
A. 装置①可用于实验室制取氧气
B. 要达到装置②所示实验的目的，集气瓶中装入的试剂是浓硫酸
C. 装置③的集气瓶中预先加入了少量水，其作用是降温、吸收有毒的
P2O5
D. 装置③中等红磷燃烧结束后立即打开止水夹
D
5. 科学实验操作中，经常会用到集气瓶收集气体。下列对于集气瓶的操
作中正确的是（　D　）
A. 因为氯气的密度比空气大，所以收集氯气时应该选用装置A
B. 因为氢气的密度比空气小，所以收集氢气时应该选用装置B
C. 因为二氧化碳的密度比空气大，所以收集二氧化碳时应该选用装置C
D. 若要用装置E收集氧气，则应将其加满水后从b端通入氧气
D
6. 某同学模仿科学课上学到的“串联电路”，设计了如图所示的气体制取
与性质验证的组合实验。打开分液漏斗的活塞后，A中出现大量气泡，B
中白磷燃烧。请据图回答下列问题：
（1）从燃烧的条件分析B中出现燃烧现象的原因：
。
（2）C中的实验现象是 。
（3）E中的实验现象是 。
白磷的温度达到着
火点，与氧气接触
液面下降，稀盐酸逐渐进入D中
紫色石蕊试液变为红色
7. 根据如图所示的装置回答下列问题：
（1）装置B中仪器①的名称是 。
（2）实验室用装置A制取氧气，发生反应的化学方程式
为 ，
装入试剂前必须进行的操作是 。
铁架台
2H2O22H2O+O2↑
检查装置的气密性
（3）为制得CO2的水溶液，CO2应从装置C的 （填“m”或“n”）端通
入。将CO2的水溶液转移至烧杯，并组装如图所示的装置D，置于阳光下
一段时间，观察到有气泡产生，检验试管内该气体的方法是
。
（4）用装置E进行CO2的部分性质实验：将干燥的蓝色石蕊试纸放
在 （填“a”或“d”）处，并与b处的现象对比，可说明CO2能与水反
应；c处发生反应的化学方程式为 。
m
将带火星
的木条伸入试管中，带火星的木条复燃，说明气体是氧气
a
Ca（OH）2+CO2 CaCO3↓+H2O
8. 下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是（　D　）
A. 装置①：移去手后，导管中水面高于烧杯内水面
B. 装置②：长颈漏斗内液面高度保持不变
C. 装置③：长导管内形成一段水柱
D. 装置④：上下移动a管后，a、b两端液面仍相平
D
9. 用如图所示的装置制取干燥的气体，下列组合中正确的是（已知氢气
的密度比空气小）（　C　）
C
选项 A B C D
X 大理石与稀
盐酸 锌粒与稀硫
酸 过氧化氢溶液与二
氧化锰 二氧化锰与氯酸
钾
Y 水 浓硫酸 浓硫酸 浓硫酸
Z CO2 H2 O2 O2
【解析】大理石与稀盐酸能用于制取二氧化碳，属于固液常温型，Y中
盛放的是水，不能用于制取干燥的气体；锌粒与稀硫酸反应制取的是氢
气，属于固液常温型，浓硫酸具有吸水性，能用于干燥氢气，但是氢气
的密度比空气小，不能用向上排空气法收集；过氧化氢溶液与二氧化锰
制取的是氧气，属于固液常温型，浓硫酸具有吸水性，能用于干燥氧
气，氧气的密度比空气大，能用向上排空气法收集；二氧化锰与氯酸钾
混合制取氧气，属于固固加热型，不能用该装置制取。
10. 小科所在的兴趣小组用如图所示的装置来制取干燥的氧气。装置气
密性良好，装置①中的锥形瓶内盛有H2O2溶液，燃烧匙内装有MnO2，
燃烧匙可以上下移动，碱石灰用于干燥氧气。下列说法中正确的是
（　D　）

D
A. 实验中，利用装置②和装置④收集的氧气均不够干燥
B. 装置①可随时控制反应的发生和停止
C. 若用装置③收集氧气，则可将带火星的木条放在b导管口处验满
D. 若用装置④测量生成氧气的体积，则集气瓶上方原有的空气对测量结
果无影响
【解析】实验中，利用装置②收集的氧气不够干燥，装置④中的植物油
隔绝了氧气和水的接触，收集的氧气干燥；装置①中，将放有二氧化锰
的燃烧匙上提，没有二氧化锰时，过氧化氢溶液仍然能够分解生成水和
氧气，只是反应速率小一些；氧气的密度比空气大，所以若用装置③收
集氧气，则可将带火星的木条放在a导管口处验满；若用装置④测量生
成氧气的体积，则集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响，因为有多
少体积的氧气进入集气瓶，就有多少体积的水排入量筒，排入量筒中的
水的体积即为收集的氧气体积。
11. 某兴趣小组的同学对实验室制取氧气的条件进行如下探究实验。
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响，甲同学设计了以
下对比实验：Ⅰ.将3.0 g KClO3与1.0 g MnO2均匀混合加热；Ⅱ.将x g KClO3
与1.0 g CuO均匀混合加热；在相同温度下，比较两组实验产生O2的快
慢。在甲同学的实验中，步骤Ⅱ中x的值应为 。
3.0
（2）乙同学探究了影响过氧化氢分解速率的某种因素。实验数据记录
如下表所示：
实验次
序 过氧化氢溶液的
质量 过氧化氢溶液的
浓度 MnO2的质量 　　　
　
① 50.0 g 1% 0.1 g 9 mL
② 50.0 g 2% 0.1 g 16 mL
③ 50.0 g 4% 0.1 g 31 mL
上表中横线上需记录的实验数据是 。本
实验中，测量O2体积的装置是下图中的装置 （填字母）。该实验
的结论是
。
相同时间内收集氧气的体积
c
其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度越大，过氧化氢溶液
的分解速率越大
12. 如图所示为实验室常用的部分实验装置图，请按要求回答问题：
（1）写出仪器①的名称： 。
（2）实验室用加热氯酸钾的方法制取较纯净的氧气，所选择的发生装
置和收集装置是　 （填字母），写出该反应的化学方程
式： 。
长颈漏斗
A、C
2KClO32KCl+3O2↑
（3）SO2是一种有刺激性气味的气体，能溶于水，且能与水反应。实验
室可用Na2SO3固体和浓硫酸反应制得SO2，此实验的发生装置可以选
择 （填字母）。
（4）某同学用装置F、G、H组合收集SO2，装置F用于收集SO2，装置G的
作用是防止装置H中的液体倒吸入装置F中，装置H的作用是
。
B
吸收二氧
化硫，防止污染空气
13. 如图所示为连接气压传感器的CO2气体制取发生装置和实验过程中某
段时间试管内气压变化的情况。下列说法中不正确的是（　C　）
A. a点对应的操作是打开止水夹
B. bc段可在导管口收集气体
C. cd段试管中液面逐渐上升
D. de段固体与液体脱离接触
C
【解析】a点对应的操作是打开止水夹，气体逸出，气压迅速减小；bc
段气压稳定，大理石与稀盐酸反应生成二氧化碳，生成的二氧化碳气体
逸出，可在导管口收集气体；cd段试管中气压增大是因为关闭了止水
夹，试管内气压增大，液面逐渐下降；de段气压不再发生变化，反应停
止，固体与液体脱离接触。
14. 某学习小组对实验室制取二氧化碳及二氧化碳的性质进行如下两个
方面的探究。
Ⅰ.二氧化碳的制取。第一小组用如图甲所示的装置制取二氧化碳并测
定生成二氧化碳的体积，实验开始时他们通过分液漏斗将20 mL稀盐酸
加入锥形瓶中并关闭活塞，记录量筒中水的体积，数据如下表所示：
时间/min 1 2 3 4 5 6
量筒中水的体积/mL 40 50 55 58 60 60
（1）写出装置A中发生反应的化学方程
式： 。
（2）若装置B中不加植物油，则会使测定结果 （填“偏大”或
“偏小”），原因是 。
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
偏小
CO2能溶于水，且能与水反应
（3）请在如图乙所示的坐标图中绘出0~6 min内生成二氧化碳的体积随
时间变化的曲线。
【答案】（3）如图所示。
（4）反应过程中产生二氧化碳的速率不断减小的原因可能是
。
【解析】（4）反应物的浓度越大，反应速率越大，随着反应的进行，
稀盐酸被消耗，稀盐酸的浓度逐渐降低，则反应过程中产生二氧化碳的
速率不断减小。
随着反
应的进行，稀盐酸的浓度在不断地降低
Ⅱ.二氧化碳的性质。第二小组用如图丙所示的装置验证二氧化碳
的有关性质。实验如下：
步骤一：按如图丙所示连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段
时间后松开手；
步骤二：注射器X中吸入20 mL澄清石灰水，注射器Y中吸入20 mL盐酸，
再从中间瓶口通入二氧化碳气体将烧瓶装满，最后塞上带气压传感器的
橡皮塞；
步骤三：先后将两注射器中的试剂快速全部推入三颈烧瓶中，并保持注
射器活塞在注射器底部，振荡三颈烧瓶，气压传感器测得三颈烧瓶中气
压随时间变化的情况如图丁所示。
（5）分析图丁可知，步骤三中先推的是注射器 （填“X”或“Y”）。
【解析】（5）分析题图丁可知，ab段三颈烧瓶内的气压减小，说明二
氧化碳气体被吸收，则推入的是澄清石灰水，所以步骤三中先推的是注
射器X。
X
（6）步骤三中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是
，
此时三颈烧瓶中的气压变化对应图丁中的哪一段？ 。
【解析】（6）第二次推入的是稀盐酸，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化
碳气体，则三颈烧瓶中出现的现象是有气泡产生，因为有二氧化碳生
成，三颈烧瓶内的气压又增大，所以此时三颈烧瓶中的气压变化对应图
丁中的cd段。
有气泡产
生
cd

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