初中化学实验中收集气体的装置及方法

左丽虹

摘 要： 化学是一门以实验为基础的科学，化学实验是初中化学学习的重要内容，其中气体的制取与收集是实验的重要内容。本文介绍了几种常见气体的性质、收集气体的方法、初中化学中收集气体的实验装置。

关键词： 初中化学实验 收集气体 装置 方法

一、几种常见的气体及其性质

二、收集气体的方法

1.排水集气法。排水集气法适用于不难或不易溶于水且不与水发生反应的气体，可以收集到比较纯净的气体，但收集到的气体比较湿润，比如氢气、氧气、甲烷、氧化亚氮、一氧化碳、氮气等气体的收集都可以用排水集气法，其中一氧化碳、氧化亚氮、氮气的收集必须用排水集气法。要注意的是在实际操作中，刚开始导管中可能会冒出气泡，这些气泡不要收集，这有可能是杂质气体，当气泡连续均匀地放出时，就可以收集了。

2.向上排空气取气法。向上排空气取气法适用于比空气密度大且不与空气发生反应的气体，特点是过程简单、操作易行，但是收集到的气体不纯，比如氯气、氯化氢、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氧气、二氧化氮等气体的收集可以用向上排空气法，其中二氧化氮的收集必须用向上排空气法收集。

3.向下排空气取气法。向下排空气法适用于比空气密度小且不与空气发生反应的气体，比如氢气、氨气、甲烷等气体的收集。

4.排油集气法。该方法用于收集溶于水，不溶于油的气体，和排水集气法有相似之处。

5.气球、气囊收集气体法。这种方法经常用于尾气的收集，特别是那些有毒、污染空气的气体，用气球、气囊收集可以减少化学实验对空气的污染，弘扬绿色化学的精神。

前三种收集气体的方法是初中化学实验中最常用的方法，其中向上、向下排空气法在操作时要注意将导管伸入到集气瓶底部，这样能让集气瓶中的空气顺畅排出，收集到的气体才会比较纯净，当然同时应该用玻璃片盖住集气瓶口，在放置时，要用毛玻璃片盖严集气瓶口，以防进入杂质气体。后两种方法不是很常用，这五种方法各自有自己优点与缺点，选用哪种方法要依据于气体的溶解度、气体的密度、收集气体的目的。

三、初中化学中收集气体的实验装置

1.氧气的实验室制法有三种：加热高锰酸钾、二氧化锰与氯酸钾共热（二氧化锰是作为催化剂的）、过氧化氢溶液的催化分解（二氧化锰为催化剂）。

其中加热高锰酸钾、二氧化锰与氯酸钾共热制氧气的实验装置很相似，实验开始前都要检查装置的气密性，两者在操作时应注意试管口略向下倾斜，用酒精灯的外焰加热，开始加热时不能立即收集，铁夹要夹在离管口1/3处，在实验结束时，要先把导管移出水槽，然后熄灭酒精灯，但在加热高锰酸钾制氧气的实验中，试管口应放一团棉花（防止加热时高锰酸钾粉末进入导管）。在过氧化氢溶液的催化分解实验中，要注意长颈漏斗的下端管口应伸入到液面以下，这样做是为了起到液封的作用；固体要先加入到锥形瓶中；锥形瓶中的导气管不能伸入到液面以下。收集气体之后，还要验满，用排水法收集气体时，氧气的验满方法是：当集气瓶中的水排完时，水面上有气泡放出时，说明已经收集满。若用的是向上排空气法，则将带火星的木条靠近集气瓶口；若木条复燃，则证明氧气已经收集满。

2.二氧化碳的实验室制法是用石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。

在具体操作时要注意以下方面：伸入集气瓶的导管口要接近集气瓶底部；在锥形瓶中，导出气体的导管口要略露出橡胶塞，长颈漏斗的下端管口要浸入液面以下。验满时用点燃的小木条靠近集气瓶口，如果小木条熄灭了，就证明二氧化碳收集满了。

3.氢气的实验室制法是用锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气。

在操作时，要注意先检查装置的气密性，导气管要稍露出橡胶塞，长颈漏斗的导管要插入液面以下，点燃前要先检验氢气的纯度。用启普发生器也可以制取氢气，还可以随时使反应发生或停止，使用起来十分方便。用燃着的小木条在集气瓶口验满，如有淡蓝色或蓝色火焰，则证明氢气已收集满。

四、结语

初中化学实验中气体的收集是十分重要的，只有充分了解了气体的性质，掌握了方法，才能更好地解决气体的收集及制取问题。