总结氧气、二氧化碳、氢气的实验室制法和工业制法

总结氧气、二氧化碳、氢气的实验室制法和工业制法【摘要】氧气、二氧化碳、氢气的制取方法包括实验室制法和工业制法，在实验室制法中根据反应条件和反应物状态选择发生装置，根据气体性质选择收集方法。工业制法需要考虑原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影响等。【关键词】氧气；二氧化碳；氢气；实验室制法；工业制法【Abstract】preparationmethodofoxygen，carbondioxide，hydrogenincludinglaboratorypreparationandindustrialproductionmethod，preparedinthelaboratorymethodaccordingtoreactionconditionsandreactantstateselectiondevice，accordingtothepropertiesofgascollectionmethod.Industrialpreparationmethodneedstoconsidertherawmaterialiseasy，thepriceischeap，thecostislow，canbealotofproductionaswellastheimpactontheenvironment.【Keywords】oxygencarbondioxidehydrogenLaboratorypreparationmethodIndustrialproductionmethod初中化学中氧气、二氧化碳、氢气三大气体的制取是中考的重难点，氧气供给呼吸、支持燃烧更与我们分不开，二氧化碳是光合作用的原料，可以用来灭火，二氧化碳的固态叫干冰可以用于人工降雨，氧气、二氧化碳与人类生产和生活息息相关，化学考察的都是与我们生活相关的问题，因此三大气体的制取方法非常重要，先将其总结如下：1氧气的制法1.1氧气的实验室制法1.1.1原理及药品（1）加热分解高锰酸钾原理：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2药品：高锰酸钾（固体）反应条件：加热（2）加热分解氯酸钾和二氧化锰原理：2KClO3MnO22KCl+3O2药品：氯酸钾（固体）二氧化锰（固体）反应条件：加热，二氧化锰作催化剂（3）分解过氧化氢和二氧化锰原理：2H2O2MnO22H2O+O2药品：过氧化氢（液体）二氧化锰（固体）反应条件：常温、二氧化锰作催化剂1.1.2制取装置（1）发生装置：固体+固体加热型（KMnO4制取O2）（KClO3制取O2）固体+液体不加热型（2）收集方法：排水法和向上排空气法一般情况下，氧气具有密度大于空气，所以可以用向上排空气法收集；氧气不易溶于水，所以可以用排水法收集。（3）制取装置（KMnO4制取O2）（KClO3和MnO2制取O2）（H2O2和MnO2制取O2）1.1.3验满方法把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满。1.1.4检验方法把带火星的木条放在集气瓶内，若木条复燃，则此气体为氧气。1.2氧气的工业制法。工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质，进入压缩机压缩，再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过，起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压，当温度降至-170左右时，空气开始部分液化进入精馏塔，根据空气中各气体沸点的不同进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高，两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99%以上的纯氧，同时得到氮气和提取稀有气体的原料。如果需用纯度不高的氧气，可用分子筛吸附法分离空气，制得氧气。特定的分子筛对氮气的吸附能力比氧气的大，当空气通过分子筛床后，流出的气体含氧量较高，经多次吸附可得含氧7080%的气体。这种方法是常温操作，循环周期短，易于实现自动化。另外，如需要高纯度氧气，可采用电解水法生产，此法成本高，只适于小型生产。从空气中分离出的氧气，一般是加压贮存在天蓝色的钢瓶中，以供工业、医疗或其它方面使用。2实验室制取气体的装置的确定实验室里制取气体的装置的确定：实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。3二氧化碳的制法3.1二氧化碳的实验室制法3.1.1原理和药品原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2药品：大理石或石灰石（固体）稀盐酸（液体）反应条件：常温3.1.2制取装置根据制取气体装置的确定因素，选择发生装置和收集装置，发生装置为：固+液不加热型，收集方法为：向上排空气法。装置如下图所示：3.1.3验满方法将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明已满3.1.4检验方法将气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，则证明此气体是二氧化碳。3.2二氧化碳的工业制取方法工业上由锻烧石灰石制取得到二氧化碳，发生的化学方程式为：CaCO3高温CaO+CO24氢气的制法4.1氢气的实验室制法4.1.1原理和药品Zn+H2SO4=ZnSO4+H2（或Zn+2HCl=ZnCl2+H2）药品：锌粒（固体）稀硫酸（液体）反应条件：常温4.1.2制取装置根据制取气体装置的确定因素，选择发生装置和收集装置，发生装置为：固+液不加热型，收集方法为：向下排空气法或排水法。装置如下图所示：（1）排水法收集（2）向下排空气法收集4.1.3检验方法气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰的是氢气。4.1.4验纯方法用向下排空气法或排水法收集一试管氢气，集满氢气的试管用拇指堵住管口，管口朝下，立即移近酒精灯火焰，点燃试管里的氢气。点火后，根据声音判断氢气是否纯净，如果听到的是尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，必须重新收集进行检验，直至听到噗的声音，才表明收集的氢气已经纯净，可以使用。4.2氢气的工业制法4.2.1工业上大量制取氢气，常用的方法是