第四章 高考专项突破(1) 常见气体的实验室制备、净化和收集-（教师用书）【导学教程】2024新教材新高考化学新编大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书P91] [归纳整合] 1．气体制备实验的基本思路 2．重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体气体 发生装置如图： 制备气体：O2、NH3、CH4等。 (2)固体＋液体(或液体＋液体)气体 发生装置： 制备气体：Cl2、C2H4等。 (3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置： 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。 3．气体的除杂方法 (1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。 除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。 (2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热 装置图 常见干燥剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 除杂试剂Cu、CuO、Mg等 当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。 4．气体的收集方法 收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例) 排水法 难溶于水或微溶于水，且不与水反应的气体 O2、H2、NO、CO等 排空气法 向上排空气法 密度大于空气且不与空气中的成分反应 Cl2、SO2、 NO2、CO2 向下排空气法 密度小于空气且不与空气中的成分反应 H2、NH3 5.尾气处理 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理，常用尾气处理装置。 a用于NaOH溶液吸收氯气、CO2(气体溶解或反应速率不很快，不易引起倒吸)。 b用于收集少量气体然后处理。 c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。 e用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。 [专项突破] 突破点一　气体制备的原理分析 　(2021·全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是(　　) 选项 气体 方法 A 氨气 加热氯化铵固体 B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中 C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸 D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 [解析]　氯化铵不稳定，加热易分解生成氨气和氯化氢，但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体，所以不能用于制备氨气，A不可行；将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B不可行；硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体，因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C不可行；实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，可用此方法制备氧气，D可行。 [答案]　D [跟踪训练] 1．(2022·山东模拟)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是(　　) 选项 化学试剂 制备气体 A 生石灰、浓氨水 NH3 B 二氧化锰、浓盐酸 Cl2 C 铜片、稀硝酸 NO D 亚硫酸钠、浓硫酸 SO2 解析　NH3不能用浓硫酸干燥，密度比空气小，不能用向上排空气法收集，A错误；二氧化锰、浓盐酸制备氯气需加热，B错误；铜片与稀硝酸反应生成NO，NO在空气中易被氧化成NO2，不能用排空气法收集，C错误。 答案　D 突破点二　和气体制备有关的组合装置分析 　(2021·北京卷)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是(　　) 选项 气体 试剂 制备装置 收集方法 A O2 KMnO4 a d B H2 Zn＋稀H2SO4 b e C NO Cu＋稀HNO3 b c D CO2 石灰石＋稀H2SO4 b c [解析]　由于O2难溶于水，因此可以用排水方法或向上排空气的方法收集，故不可以使用a、d装置制取和收集O2，A错误；NO能够与O2发生反应产生NO2气体，因此不能使用排空气的方法收集，C错误；CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4、CO2气体，CaSO4微溶于水，使制取CO2气体不能持续发生，因此不能使用该方法制取CO2气体，D错误。 [答案]　B [跟踪训练] 2．下列实验方案最合理的是(　　) 解析　A项，Cl2的密度比空气大，收集时应用向上排空气法；B项，浓氨水滴入CaO中，CaO与水反应放热，NH3·H2O受热分解并挥发出NH3，可以制取NH3；C项，NO2能与水反应，不能用排水法收集；D项，Na2O2为粉末状固体，不能用启普发生器的简易装置制取氧气。 答案　B 突破点三　和气体制备有关的组合选项分析 　(双选)用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是(　　) 选项 实验目的 a中试剂 b中试剂 c中