氢气验纯的方法
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2023年3月4日发(作者：爱房网)实验室制取氧气、氢气和二氧化碳知识总结
一、氧气的实验室制法（化学变化）
1.用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气（固固加热型）
（1）药品：高锰酸钾（暗紫色固体）、氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）
（2）原理：
①加热氯酸钾（有少量的二氧化锰）：2KClO32KCl+3O2↑
注意：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用
②加热高锰酸钾：KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
（3）操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。
①连接装置：先下后上，从左到右的顺序。
②检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有
气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。
③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
④固定装置：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部
⑤加热药品：先预热后集中加热（外焰加热）
⑥收集气体：
a.若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气；水排完后，应
用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)（防止气体逸出）
b.用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）
c.用排水法收集时，导管放在集气瓶口
⑦先将导管移出水面
⑧再停止加热
（5）易错事项：
a)试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流,使试管底部破裂。
b)导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。
c)用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取
的气体和水槽中的水。
d)排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集
的气体更纯。
e)实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。（6）
收集方法：
①排水法（不易溶于水或密度与空气相近）
②向上排空法（密度比空气大）
（6）检验、验满
检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条复燃，说明是氧气；
验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。
2.双氧水（过氧化氢）制取氧气（固液不加热型）
（1）药品：过氧化氢（H2O2）和二氧化锰（黑色粉末MnO2）
（2）实验原理：H2O2H2O+O2
注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用
（3）注意事项：
①分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗
中逸出；
②导管只需略微伸入试管塞
③气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就
说明气密性良好。
④装药品时，先装固体后装液体
⑤该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。
3.催化剂
（1）概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率（加快或变慢），但本身的化学性质和质
量在反应前后没有发生变化的物质。
（2）特点：两不变（质量、化学性质）、一改变（反应速率）
注意：①催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应的进行
②催化剂不是反应物、也不是生成物
③催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂
④某一反应的催化剂可能不只一种
（3）二氧化锰在一些反应中不只作催化剂，催化剂不一定就只有二氧化锰。(在过氧化氢溶液
制取氧气中，催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末)。在氯酸钾制取氧
气中，二氧化锰的质量和化学性质不变，但质量分数变大。
二：实验室制二氧化碳
（4）不能用Na2CO3代替大理石/石灰石，因为Na2CO3为粉末状固体，反应速率太快不易控制。
（5）不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为生成的为CaSO4微溶物质，会握裹在大理石表面，使
反应停止。
（6）不能浓HCl代替稀HCl：因为浓盐酸容易挥发。
（7）检验与验满
①检验：将气体通入到澄清石灰水中，石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
②验满：将燃烧着的小木条放在集气瓶口，如果小木条熄灭，则证明二氧化碳已集满。
（8）二氧化碳的工业制法（高温煅烧石灰石）CaCO3CaO+CO2↑
1.
实验室制法：
（1）原料：大理石/石灰石、稀HCl；注：大理石和石
灰石都是混合物，他们的主要成分是碳酸钙。
（2）原理：CaCO3+2HCl==CaCl
2
+H2O
+CO
2
2↑
（3）装置：
三、实验室制氢气
1.发生装置：固液不加热型（同制CO2的装置）
2.反应原理（利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应，置换出氢元素）
方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+O2↑
3.收集方法：排水法、向下排空气法
4.注意事项：
①K、Ca、Na这三种金属活性较强的金属与酸反应，会优先置换出水中的氢，并生成相应的碱，
且反应过于剧烈，不采用这三种金属。
②选取的金属与酸反应速率适中，产生气泡均匀。
③不能使用硝酸或浓硫酸，这两种酸具有强氧化性，反应将生成NO2或SO2。
④最好不用盐酸，因为该反应放热，盐酸会挥发出HCl气体，使制取的H2不纯。
四、电解水实验
（1）实验图
（2）反应方程式：H2OH2↑+O2↑
（3）实验现象：两极上都有气泡产生，并且负极产生气体的体积是正极的2倍。
（4）正.负极气体的检验：
①带火星的木条放到正极方试管口，木条复燃，结论：氧气
②能燃烧，发出淡蓝色的火焰，结论：氢气。
（5）结论：水是由氢元素和氧元素组成的。
（6）氢气物理性质：色.无味的气体，难溶于水，密度比空气的小。
化学性质：氢气具有可燃性，燃烧时火焰呈淡蓝色，不纯的氢气遇明火会发生爆炸，因此
点燃前必须验纯。
验纯的方法：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，移近酒精灯，放开拇指，若发出尖
锐的爆鸣声表明氢气不纯，声音很小则表明氢气较纯。
（7）注意事项：
①用的电源为直流电，不能用交流电；
②水的导电性弱，往水中加入少量离子化合物（如NaCl、NaOH等），可加快点解速率。
③氧气和氢气为体积比1:2，不是质量比。