排水法收集的气体

一、排水法的适用气体

排水法收集气体就像用倒扣的杯子捕捉气泡，但并非所有气体都适用。这类气体需满足两个条件：

1. 难溶于水：如氧气在水中溶解度仅3mL/100mL（20℃）

2. 不与水反应：氢气、氮气等惰性气体最理想

典型代表包括：氢气（H₂）、氧气（O₂）、氮气（N₂）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）等。

二、为什么这些气体能用排水法

关键在于气体与水的互动方式：

• 密度差异：收集的气体密度通常小于水蒸气

• 溶解平衡：难溶气体逸出速度远大于溶解速度

• 化学惰性：不与水分子发生氧化还原或化合反应

注意：二氧化碳（CO₂）因易溶于水（1:1体积比），需改用排饱和碳酸氢钠溶液法。

三、实验中的经典应用案例

1. 锌粒+稀硫酸制氢气：气泡上升快，适合演示排水法

2. 高锰酸钾分解制氧气：导管口持续均匀冒泡时开始收集

3. 排水集气法改良：可在水面滴加石蜡油减少气体溶解损失

操作时注意：集气瓶需预先装满水不留气泡，导管末端应始终位于瓶内液面下方。

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