常见气体的性质与制备
实验台上有一排装置：前端在产气，中间有洗气瓶和干燥管，末端连着集气瓶与尾气吸收瓶。乍看像把玻璃仪器串起来，真正考的却不是“记住哪一种气体接哪个瓶子”，而是能不能把每一步都说清楚：这股气从哪里来？带着什么杂质？为什么这样收集？怎样证明它就是目标气体？多出来的气该去哪儿？
把制气实验想成一次“送货”。发生装置负责生产；洗气、干燥相当于质检；收集装置决定怎样装箱；检验是签收；尾气处理则是不能把废物留在走廊。沿着这条线走，氧气、二氧化碳、氨气、氯气和二氧化硫的实验室制法就不会变成五套零散的口诀。
此图表示实验设计环节，不是所有气体都必须依次经过的装置。检验方法、是否干燥及收集位置须按目标气体选择，不能一律用燃烧木条检验。
先画出一条气路
发生装置不是“看见固体和液体就能套”
先问：反应在什么条件下持续、平稳地产气？固体和液体在常温反应，如大理石与稀盐酸制取二氧化碳，常用带分液漏斗的锥形瓶；滴加速度可以调节产气速度。有些固体混合物需在加热条件下反应，如铵盐与碱制氨气，常用试管或硬质玻璃管加热。
再问：反应物选得对吗？同样都能“冒气泡”的方案，未必适合制气。比如制二氧化碳时选大理石（或石灰石）和稀盐酸，反应适中且可持续；若用碳酸钠粉末，反应太快，气流不稳；若用稀硫酸，生成的微溶硫酸钙会逐渐包住固体表面，反应会变慢甚至近乎停止。
“能发生反应”只是起点。实验室制气还要看反应速率是否合适、气体是否连续、是否会产生难处理的杂质，以及装置能否安全控制；这正是装置题中最常见的失分点。
从发生到收尾：一条气路的五道关
- 发生：用恰当反应在合适条件下稳定产气，先检查气密性。
- 除杂：若副产气体会干扰后续操作，先利用溶解度或反应差异除去它。
- 干燥：只有题目要求干燥气体、或后续反应怕水时才加干燥剂；干燥剂应吸收水而不吸收目标气体、也不与目标气体反应。
- 收集与检验：根据水溶性、是否与水或空气反应、相对空气密度来选择方法；先用生成的气体排尽装置内空气，再收集和检验。
- 尾气处理：有毒、刺激性或显著污染环境的气体不能直接排放，还要防止吸收时倒吸。
一个容易被忽略的细节是洗气瓶的连接：长导管进气、短导管出气。长管末端在液面下，气体才能鼓泡并与溶液充分接触；若接反，进气会使液面上方压强增大，可能将洗液沿长管压入后续装置；它既不能正常洗气，还可能污染后续体系。
收集气体：先问两件事
面对一个陌生气体，别急着背“向上”还是“向下”。先自问自答：它能不能用水收集？它比空气轻还是重？
- 气体难溶或不易溶于水、且不与水反应时，优先考虑排水法。水能把空气赶得比较干净，收得较纯；氧气就是典型。
- 气体易溶、能和水反应，或题目要求干燥气体时，不宜排水。密度比空气大，用向上排空气法，集气瓶正放，导气管伸近瓶底；密度比空气小，用向下排空气法，集气瓶倒置，导气管从下方瓶口进入并伸近位于上方的封闭瓶底。
- 若气体会迅速与空气中的氧气反应，例如一氧化氮，即使它难溶于水，也应选排水法，不能用排空气法。
类比一下：排空气法是在房间里用新气体把旧空气“顶出去”，重于空气的气体从正放瓶的下部逐渐积聚；轻于空气的气体则在倒置瓶的上部积聚，空气从下方瓶口排出；排水法则是用气体把水顶出去。导管位置和气体密度必须配套，不能只背一个“长进短出”。
先自己判断，再用下面的工具核对：改变一个条件，收集方法为什么会变？
氧气：检验的是“助燃”，不是“能燃烧”
医院供氧说明氧气与呼吸密切相关，但氧气本身不是燃料。把一根带火星木条伸入氧气中，木条复燃，证明的是氧气支持燃烧；若误写成“氧气燃烧”，就把助燃剂和可燃物混淆了。
实验室常用过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解制氧：
二氧化锰在反应前后质量和化学性质基本不变，作用是加快反应，不是反应物。若用加热高锰酸钾制氧，则反应为：
用加热法制氧并用排水法收集时，实验结束的动作顺序为什么不能颠倒？因为停止加热后装置冷却、压强下降，水可能倒流进热的试管使其破裂。因此应当先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。
右图表示木条伸入氧气后的检验过程：使用带火星的木条，出现复燃才是阳性现象；检验和验满的放置位置不同。
验氧气用“带火星木条复燃”。燃着的木条燃烧更旺也能反映助燃性，但区分度不如带火星木条复燃，答题时应优先写教材中的规范表述。
二氧化碳：气泡出现后，还要识别杂质
把大理石放入稀盐酸，气泡持续产生：
现在问一个更像实验员的问题：逸出的气体一定只有二氧化碳吗？不一定。稀盐酸具有挥发性，气流可能带出少量氯化氢和水蒸气。若题目要求较纯的二氧化碳，可先通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢；饱和溶液还能减少二氧化碳自身的溶解损失。若还要求干燥，再通过浓硫酸等合适干燥剂。
检验二氧化碳常用澄清石灰水：
石灰水变浑浊是生成碳酸钙沉淀的结果。可要警惕：二氧化硫也能使石灰水浑浊，所以“石灰水变浑浊”不应脱离气体来源和其他现象单独当成唯一证据。继续通入过量二氧化碳，沉淀还能转化为可溶的碳酸氢钙，浑浊又会减弱：
例题： 纯碳酸钙与足量稀盐酸完全反应，在标准状况下能得到多少升二氧化碳？
先把质量换成物质的量：，所以 。
再看方程式的 计量关系，足量盐酸下 。
标准状况下取气体摩尔体积 ，得到 。
易错点不在算式，而在“足量”二字：若盐酸不是足量，限量试剂就可能换成盐酸，不能直接按碳酸钙的量算。
氨气：遇水太“热情”，所以收集和干燥都要反着想
打开浓氨水会闻到刺激性气味；将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近氨气，会看到白烟。这些现象提示我们：氨水易挥发出氨气，氨气极易溶于水，且能与酸反应。
实验室常加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物：
反应生成水蒸气，若要干燥氨气，可用碱石灰或生石灰。这里要做一次反向排除：浓硫酸会与氨气反应，不能用；无水氯化钙会吸收氨气形成配合物，也不宜用。氨气极易溶于水，当然也不能排水收集；它又比空气轻，所以用干燥、倒置的集气瓶向下排空气法收集。
湿润的红色石蕊试纸遇氨气变蓝，可检验其水溶液显碱性；氨气与氯化氢相遇生成氯化铵白烟：
注意“白烟”和“白雾”不是一回事：前者是固体微粒，后者是小液滴。题目写氨气与氯化氢相遇时，应答“白烟”。
氨气溶于水很快，尾气若直接深插水中，停止加热后易倒吸。吸收装置应采用足够容量的安全瓶，或使倒扣漏斗口刚接触液面的防倒吸设计；氨气尾气应在通风橱中用足量水或稀酸经合适装置吸收，不能用鼻子凑近辨认。
氯气和二氧化硫：同样需要尾气处理，气路却不能照抄
氯气：先除氯化氢，再干燥
二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气：
生成的气体中混有氯化氢和水蒸气。怎样安排洗气瓶与干燥瓶？先通入饱和食盐水，利用氯化氢易溶而氯气在饱和食盐水中溶解较少的差异除去氯化氢；再通入浓硫酸干燥。若把顺序颠倒，即使后面的食盐水除去了氯化氢，气体也会重新带上水蒸气，无法得到干燥氯气。碱石灰能与氯气反应，不能用来干燥氯气。
氯气为黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，通常向上排空气法收集。检验氯气的漂白性，要用湿润的有色布条或湿润的有色纸条；干燥氯气本身不显示漂白性。氯水还可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，前一步来自酸性，后一步来自次氯酸的漂白性。
尾气可用氢氧化钠溶液吸收：
二氧化硫：用还原性“显形”
亚硫酸钠与稀硫酸反应可制取二氧化硫：
二氧化硫易溶于水、密度比空气大，常用向上排空气法收集。若需干燥，可选浓硫酸；碱石灰和氢氧化钠会吸收二氧化硫，不能充当干燥剂。
把二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，反映它具有还原性；通入品红溶液，品红褪色，加热后又恢复红色，体现的是可逆的化合漂白。别把“褪色”写成万能检验：不同气体也可能使某些溶液褪色，必须结合试剂、条件和复原现象作判断。
二氧化硫尾气可用氢氧化钠溶液吸收；当氢氧化钠足量时：
若碱液不足，则生成酸式盐：
尾气、倒吸与人的安全
把尾气处理理解成“最后一道阀门”：氯气、二氧化硫有毒且污染空气，宜用碱液吸收；氨气可用稀酸吸收；二氧化碳是否需要吸收取决于实验量和具体要求，但在密闭或较大量实验中也不应任意排放。吸收剂的选择不是死记，而是看酸碱性和反应性：酸性气体常用碱液，碱性气体常用酸液。
最危险的瞬间往往发生在停止反应后。加热停止或反应速率下降，装置内压强降低，吸收液可能被大气压压回发生装置。对易被吸收的气体，只把导管浅插液面下仍可能倒吸，完全离开液面又可能吸收不充分。应采用足够容量的安全瓶，或使倒扣漏斗口刚接触液面的专门设计。涉及加热和液封时，仍要记住那条顺序：先移出导管，再停止加热。
氯气、二氧化硫和浓氨水相关实验都应由教师或受训人员在通风橱内完成。刺激性气味不是“鉴别手段”；绝不能把容器口直接对准鼻子闻，更不能把有毒尾气直接排入室内。
把规律带进题目
练习 1：下列干燥剂中，能分别用于干燥 、、 的一组是（ ）。
A. 浓硫酸、碱石灰、氢氧化钠固体
B. 碱石灰、浓硫酸、浓硫酸
C. 无水氯化钙、碱石灰、碱石灰
D. 氢氧化钠固体、浓硫酸、碱石灰
练习 2：实验室制取干燥氯气的气流依次通过甲、乙、丙三个装置。甲装饱和食盐水，乙装浓硫酸，丙装氢氧化钠溶液。请分别写出三者作用。
练习 3：加热高锰酸钾制氧并用排水法收集结束时，小明先熄灭酒精灯，才把导管移出水面。预测可能出现什么后果，并说明原因。
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回看五种气体，你真正需要带走的是一条判断链：由反应原理选发生条件 → 从副产物倒推除杂和干燥 → 由溶解性、密度和空气反应性选收集法 → 用特征反应检验 → 由环境与压强变化设计尾气处理和防倒吸。
下一次见到一套陌生装置，先沿气流方向逐瓶问“它在替我解决什么问题”。能答出这个问题，装置的顺序、试剂的取舍和安全操作就会自己连成一条线。