高中阶段涉及的12种常见气体制备方法覆盖必修教材核心内容，重点包括氧气、氢气、氯气、氨气等气体的实验室制备方案，涵盖固固加热型、固液不加热型、固液加热型三类实验装置，关键操作要点涉及催化剂使用、尾气处理及防倒吸设计。

一、氧气（O₂）

反应原理：2KClO₃(s) → 2KCl(s)+3O₂↑（MnO₂催化，加热）；2H₂O₂(l) → 2H₂O(l)+O₂↑（MnO₂催化，常温）。
装置类型：固固加热型（氯酸钾分解）或固液不加热型（双氧水分解）。
注意事项：氯酸钾需纯品避免爆炸，排水法收集时导管口连续均匀冒泡再收集。

二、氢气（H₂）

反应原理：Zn(s)+H₂SO₄(l) → ZnSO₄(l)+H₂↑（稀硫酸，常温）。
装置类型：固液不加热型启普发生器。
注意事项：远离明火，酸液浓度不宜过高（防止钝化），可用向下排气法或排水法收集。

三、氯气（Cl₂）

反应原理：MnO₂(s)+4HCl(浓) → MnCl₂(l)+Cl₂↑+2H₂O（加热）。
装置类型：固液加热型，需分液漏斗控制盐酸滴加速率。
注意事项：尾气用NaOH溶液吸收，湿润淀粉-KI试纸验满。

四、二氧化碳（CO₂）

反应原理：CaCO₃(s)+2HCl(l) → CaCl₂(l)+CO₂↑+H₂O（块状大理石与稀盐酸）。
装置类型：固液不加热型。
注意事项：不用硫酸（生成微溶CaSO₄阻碍反应），向上排气法收集。

五、氨气（NH₃）

反应原理：2NH₄Cl(s)+Ca(OH)₂(s) → CaCl₂(s)+2NH₃↑+2H₂O（加热）。
装置类型：固固加热型，需碱性干燥剂（如CaO）。
注意事项：棉花团防对流，湿润红色石蕊试纸验满（变蓝）。

六、硫化氢（H₂S）

反应原理：FeS(s)+H₂SO₄(l) → FeSO₄(l)+H₂S↑（稀硫酸，常温）。
装置类型：固液不加热型。
注意事项：剧毒需密闭处理尾气，硝酸铅试纸验满（变黑）。

七、二氧化硫（SO₂）

反应原理：Na₂SO₃(s)+H₂SO₄(浓) → Na₂SO₄(l)+SO₂↑+H₂O（70%硫酸，常温）。
装置类型：固液不加热型。
注意事项：尾气用NaOH吸收，品红溶液验满。

八、一氧化氮（NO）

反应原理：3Cu(s)+8HNO₃(l) → 3Cu(NO₃)₂(l)+4H₂O+2NO↑（稀硝酸，常温）。
装置类型：固液不加热型。
注意事项：排水法收集（避免接触氧气），无色气体遇空气变红棕。

九、二氧化氮（NO₂）

反应原理：Cu(s)+4HNO₃(浓) → Cu(NO₃)₂(l)+2H₂O+2NO₂↑（加热）。
装置类型：固液加热型。
注意事项：红棕色气体需NaOH尾气处理，向上排气法收集。

十、乙烯（C₂H₄）

反应原理：CH₃CH₂OH(l) → C₂H₄↑+H₂O（浓H₂SO₄催化，170℃）。
装置类型：液液加热型，需温度计控制液温。
注意事项：乙醇与浓硫酸体积比1:3，碎瓷片防暴沸，溴水验性质。

十一、乙炔（C₂H₂）

反应原理：CaC₂(s)+2H₂O(l) → Ca(OH)₂(l)+C₂H₂↑（电石与水反应）。
装置类型：固液不加热型，分液漏斗控制水滴加速度。
注意事项：电石含杂质致气体含H₂S/PH₃，硫酸铜溶液洗气。

十二、甲烷（CH₄）

反应原理：CH₃COONa(s)+NaOH(s) → Na₂CO₃(s)+CH₄↑（无水醋酸钠与碱石灰共热）。
装置类型：固固加热型，需碱性环境。
注意事项：导管稍伸入集气瓶，高锰酸钾溶液不褪色验纯度。

掌握这12种气体制备方法需重点关注反应物状态、条件及收集方式差异，实验前务必检查装置气密性，有毒气体需严格尾气处理，易燃气体远离火源。