更新时间：2024-06-10 10:04
制取气体是实验化学中基本与重要的一项技能。在部分化学反应中有气体参与，但是气体试剂不便于储存，所以在进行实验前要通过反应来生成这种气体，随制随用。
气体制取是实验化学中的一项基本技能，气体制取的目的是制备纯净的气体以便于实验等工作。因此制取气体需要考虑很多因素，以便达到目的。
气体制取是化学实验的一部分，因此也需要确定方案以便实验顺利进行。
确定生成气体的反应
通常一种气体可能由多种反应产生，例如，对于氯气，既可以加热浓盐酸与二氧化锰得到，也可以电解食盐水得到，也可以电解熔融的氯化钠得到。但是限于实验室的条件与实验技术，并不是所有反应都适合实验室制备、收集气体，如电解饱和食盐水得到的氯气是潮湿的，电解氯化钠不便于收集，同时耗费太多资源。因此在制取气体时一定要考虑是否便于收集、反应条件、经济性等多种因素。
确定装置
确定了反应之后，就要考虑反应装置。
考虑实验细节
实验中有一些细节是需要考虑的。如何时开始加热，何时完成收集。这些细节可能影响到气体的纯度或者引起危险。例如：排水收集氧气时，刚开始有气泡不能收集、导管不能伸入集气瓶太长不便于取出；排空气法二氧化碳时要在结束时眼前用燃烧的木条检验是否集满。
进行实验
一定要检查气密性。按照具体的步骤进行实验，实验时要小心谨慎，注意观察现象并填写实验报告。
一般的连接方式是 反应装置 → （纯化装置） → 收集装置 → （后续处理）。
对于反应装置，主要考虑：
通常有：固体液体常温装置，固体加热装置，固体液体加热装置。
反应时通常可能伴有副反应或者杂质。为了防止这些杂质导致产品不纯，因此要将气体通过一些装置（洗气瓶等），去除这些杂质。通常有如下几类：
考虑气体的密度、在某些液体的溶解度：确定收集方式。例如二氧化碳易溶于水所以不适用排水法，但可以排空气或者排油；SO3易溶于水但不易溶于煤油，因此可以排油等。
一些气体若进入大气会造成污染、引发人畜中毒，因此在实验时要把混有这种气体的尾气处理掉。
常见方法：
这里大体介绍一些气体的制取方法与实验装置。具体的实验要视情况而定。
氯气
制取原理：强氧化剂氧化含氧化合物制取方程式：MnO2+4HCl(浓) =加热= MnCl2+Cl2↑+2H2O
检验：能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;
除杂质：先通入饱和食盐水（除HCl）,再通入浓H2SO4（除水蒸气）
收集：排饱和食盐水法或向上排气法
尾气回收：Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O
此实验的一些注意事项：1、盐酸一定是浓盐酸，稀盐酸在此条件下不与二氧化锰反应；而实验时浓盐酸浓度逐渐降低，到达一定限度后不再反应。因此实际实验中所添加的的浓盐酸实际的量要比理论值多一些。2、要使用NaCl的饱和溶液出去HCl气体。HCl可在NaCl的饱和溶液中溶解，但是Cl2基本不溶于NaCl的饱和溶液。3、烧瓶加热要垫石棉网。
氧气
制取原理：H2O2分解、KMnO4分解、KClO3在MnO2催化与加热下分解
检验：能使带火星的木条复燃；
收集：排水法，向上排空气法；
此实验的一些注意事项：
如果使用过氧化氢分解法制取，要注意H2O2加入MnO2中。
如果使用长颈漏斗，要注意液封；使用加热高锰酸钾制取氧气，要注意试管略向下倾斜，同时注意预热，最好在试管口垫棉花以免高锰酸钾进入导管。
排水法收集时注意：1、刚开始有气泡冒出是有可能是原装置中的空气，不要收集。2、导管口稍稍伸入集气瓶即可；3、水槽中的水不要加太满。
氨气
制取方程式：Ca(OH)2+2NH4Cl = CaCl2+NH3↑+2H2O
装置：略微向下倾斜的大试管，加热
检验：湿润的红色石蕊试纸，变蓝
除杂质：通入碱石灰(除水蒸气)
收集：向下排气法
此实验的一些注意事项：试管口略向下倾斜；如图1所示，收集的试管要塞一团棉花；
硫化氢
制取方程式：FeS+2HCl = FeCl2+H2S↑
装置：启普发生器
检验：能使湿润的醋酸铅试纸变黑
除杂质：先通入饱和NaHS溶液（除HCl）,再通入固体CaCl2（或P2O5）（除水蒸气）
收集：向上排气法
此实验的一些注意事项：硫化氢不仅气味不佳，而且有毒，可以使用反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4来除去。
二氧化硫
制取原理：稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解
制取方程式：Na2SO3+H2SO4 = Na2SO4+SO2↑+H2O
检验：先通入品红试液，褪色。后加热又恢复原红色；
除杂质：通入浓H2SO4（除水蒸气）
收集：向上排气法
氯化氢
制取原理：高沸点酸与金属氯化物的复分解
制取方程式：NaCl+H2SO4 = Na2SO4+2HCl↑
装置：分液漏斗,圆底烧瓶,加热
检验：通入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶
除杂质：通入浓硫酸(除水蒸气)
收集：向上排气法
二氧化氮、一氧化氮
制取方程式：Cu+4HNO3 = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
装置：分液漏斗，圆底烧瓶（或用大试管，锥形瓶）
检验：二氧化氮：红棕色气体，通入AgNO3溶液颜色变浅，但无沉淀生成
收集：二氧化氮：向上排气法 一氧化氮：特殊方法
尾气处理：3NO2+H2O = 2HNO3+NO NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O
此实验的注意事项：硝酸在不同浓度下与不活泼金属生成不同的气体。要注意浓度。制取一氧化氮时，不要用排空气法。一氧化氮与氧气反应。
一氧化碳
制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用
制取方程式：HCOOH =浓硫酸、加热= CO↑+H2O
检验：燃烧，蓝色火焰，无水珠，产生气体能使澄清石灰水变浑浊
除杂质：通入浓硫酸（除水蒸气）
收集：排水法
甲烷
制取方程式：CH3COONa+NaOH =加热= CH4↑+Na2CO3
装置：略微向下倾斜的大试管，加热
收集：排水法或向下排空气法
乙烯
制取原理：浓硫酸对有机物的脱水作用
制取方程式：CH3CH2OH =浓硫酸、加热= CH2=CH2↑+H2O
除杂质：通入NaOH溶液（除SO2、CO2），通入浓硫酸（除水蒸气）
收集：排水法
此实验的注意事项：控制温度。乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应，随着温度的不同生成物也不同。如果温度在140℃左右生成物是乙醚。
乙炔
制取原理：电石强烈吸水作用
制取方程式：CaC2+2H2O = Ca(OH)2+CH≡CH↑
装置：分液漏斗，圆底烧瓶（或用大试管，锥形瓶）
检验：无色气体，能燃烧，产生明亮的火焰，并冒出浓的黑烟
除杂质：通入硫酸铜溶液（除H2S、PH3），通入浓硫酸（除水蒸气）
此实验的注意事项：不要使用蒸馏水与电石反应，要使用饱和食盐水，避免剧烈反应引发事故。