初中实验室气体制备规律论文
摘要：实验室气体制备是初中化学教学的重点，由初中三大气体的实验室制备衍生出来的知识考点，重在检验学生的科学探究能力。掌握实验室气体制备的内在规律和联系，可以开阔学生的思考维度，增强学生的实验技能。
关键词：实验室气体制备原理规律
实验室气体制备是初中化学教学的重点，也是历年中考考查科学探究能力的难点、热点。其原因主要在于气体制备实验中包含的基础知识点多，综合性运用性强，涉及的实验仪器、基本操作也较多。初中阶段，实验室制取氧气、二氧化碳和氢气，是课程标准中学生必须掌握的三种气体制备。而由这三种气体的实验室制法衍生出来的考点非常多，在教学过程中，只要掌握其内在的规律和联系，做到举一反三，那么此类问题就能迎刃而解。现将初中化学实验室气体制备的思路和方法归纳如下。
一、实验室制取气体的一般步骤
1.选择反应原理。在化学反应原理中，不是所有能生成所需气体的反应都可以在实验室用来制备该气体。选择反应原理时，应该考虑到：
（1）选择能够产生该气体的化学反应。
（2）该反应的原料应该尽量满足廉价易得、环保节能，符合“绿色化学”的理念。
（3）反应条件简单可行，反应速率适宜易控。
（4）生成的气体应尽量纯净，气体易于导出、收集等。
2.发生装置。根据反应物的状态以及反应条件进行选择。在初中阶段，可发生装置分为以下两大类：
（1）固体与固体反应，需要加热，简称为“固固加热型”，这套装置可用于实验室加热高锰酸钾，氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。相关注意事项如下：①试管口应略向下倾斜（防止加热过程中产生的冷凝水倒流而引起试管底部炸裂）；②试管夹夹在试管的中上部；③药品应平铺在试管底部；④导管口不宜伸入试管过长；⑤加热时，先预热且用外焰加热。
（2）反应物为固体与液体（或液体与液体），不需要加热，简称为“固液非加热型”（或液液非加热型）。该装置多适用于实验室制取二氧化碳和氢气，需要注意在使用长颈漏斗时勿忘“液封”，以免气体逸出。当固液反应、液液反应需要加热时只需要再添加酒精灯即可。
3.收集装置。根据气体的水溶性及密度进行考虑，主要可分为排水法和排空气法。
（1）排水法，适用于难溶或不溶于水且不易与水发生反应的气体，如：氢气、氧气、甲烷、一氧化碳等。
（2）排空气法，又可细分为向上排空气法和向下排空气法，前者适用于密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体，如氧气、二氧化碳；后者适用于密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体，如氢气。
二、气体的验满或验纯
1.对氧气的验满，将带火星的木条伸到集气瓶口，若木条复燃，则说明收集的气体已满。（强调“集气瓶口”）
2.二氧化碳的验满，将燃着的木条伸到集气瓶口，若木条立刻熄灭，则说明收集的气体已满。（强调“集气瓶口”和“立即熄灭”）
3.对于氢气、甲烷等可燃性气体，点燃之前一定要检验其纯度，以防止发生爆炸。
三、气体净化
净化时所需气体不能参加化学反应或溶解而损失，也不能引入新的杂质。净化的顺序一般是先除杂，后干燥，干燥后的气体不能再通过水溶液。
1.气体的除杂。除杂的原则：
（1）不减少被净化的气体的量；
（2）不引入新的杂质。常用的`干燥仪器包括洗气瓶、干燥管、u型管和玻璃管等。
2.气体的干燥。气体的干燥可以通过干燥剂来实现。常用的干燥剂分为三类：
（1）酸性干燥剂（如：浓硫酸），常用来干燥二氧化碳、二氧化硫等气体，不能用来干燥碱性气体；
（2）中性干燥剂（如：无水氯化钙），能干燥大部分气体，不能干燥氨气；（3）碱性干燥剂（如：生石灰、氢氧化钠），常用来干燥氨气，不能用来干燥酸性气体。
四、尾气的处理
化学实验中产生的尾气若是会对环境造成污染，必须对尾气进行无害化处理，同时培养学生科学环保的实验素养。常用的尾气处理方法有：
（1）火封法（即燃烧法，在尾气处加一盏酒精灯，点燃尾气）；
（2）水封法（即将气体通入水中），注意防止因气体溶解而出现倒吸现象；
（3）碱封法（即将气体通入碱液中），如二氧化硫等酸性尾气的处理都可以通过碱液来吸收。
五、例题
在初中化学实验室气体制备的具体教学中，一要结合课本实例加以分析，同时运用对比的思维引导学生反思实验操作过程中的“为什么”。例如实验室制取二氧化碳：选择用块状的石灰石或大理石与稀盐酸反应，在实际教学中，在发散与启迪学生思维方面，应该对比为何不把稀盐酸换成稀硫酸或浓盐酸，为何不把石灰石或大理石换成碳酸钠？（因为稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶，覆盖在石灰石或大理石表面，阻止了反应的进行；浓盐酸具有挥发性，导致制取的二氧化碳中含有氯化氢气体；碳酸钠与稀盐酸反应过快，不易控制，且原料价格高于石灰石或大理石。）
二要注重对学生相关思维的迁移培养。例如：实验室加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物制取氨气，已知氨气收集时只能选择向下排空气法。由以上信息可知，实验室制取氨气时，应该选择的发生装置是，由氨气的收集方法可以推测，氨气应具有的性质是。（答案：固固加热型装置；密度比空气小，易溶于水。）这些相关的答题思维角度，在教材中氧气、二氧化碳的实验室制备中都有涉及。
实验室气体制备的考查形式多变，近年来多以实验仪器和方法的创新为载体，设置全新的考查情境，而这些实验创新能力的培养都来源于学生对教材中三种气体实验室制备原理和方法的掌握，所谓万变不离其宗。在实际教学中，把握化学是一门以实验为基础的学科，从教材的基本实验着手，引导学生思考每一步实验操作为什么这样做，换一种方式会怎么样，还可以如何改进……如此触类旁通，可达到开阔学生的思考维度，提高学生的科学探究能力的目的。
