题型04 常见气体的制备原理与装置选用-【实验攻略】备战2025年高考化学实验常考题型突破

题型04 常见气体的制备原理与装置选用 题型解读：解读高考化学实验题型特点，分析命题考查要点。 解题必备：整理归纳解题必备的知识要点和方法技巧。 真题回顾：感知真题，从试题题型、背景、设问方式等多角度领悟命题立意。 好题必刷：精选高质量题目，锻炼做题的速度和准确率。 在近年高考中，常考查常见气体如CO2、SO2、NO、Cl2等的制备原理与装置的选用问题，多为装置+表格型形式，让考生判断选项中试剂能否用来制备对应气体（利用题给装置），涉及气体的制备原理、净化和尾气处理等环节。有时候也会以题干中要制备的一种气体展开考查。 一、三大基础气体制备装置的连接 1、Cl2的实验室制备系统 2、SO2的实验室制备系统 3、NH3的实验室制备系统 4、实验装置选择的思路： 二、气体的制备 1、常见气体制备的反应原理 试剂的选择：以实验室常用药品为原料，依据制气原理，选择方便、经济、安全的试剂，尽量做到有适宜的反应速率，且所得气 体比较纯净。如：用锌粒与酸制取氢气，一般选择稀硫酸，而不用稀盐酸，原因是盐酸是挥发性酸，制取的氢气中常混有HCl气体 气体名称 反应原理 收集方法 氯气(Cl2) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 向上排空气法、排饱和食盐水法 氨气(NH3) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 向下排空气法 二氧化硫(SO2) Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHSO3溶液 乙烯() C2H5OH↑+H2O 排水法 乙炔(C2H2) CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑ 排水法 氧气(O2) 2KClO32KCl+3O2↑，2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 排水法、向上排空气法 二氧化碳(CO2) CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHCO3溶液 氢气(H2) Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑，Zn+2HClZnCl2+H2↑ 排水法、向下排空气法 硫化氢(H2S) FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑，FeS+2HClFeCl2+H2S↑ 向上排空气法、排饱和NaHS溶液 二氧化氮(NO2) Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 向上排空气法 一氧化氮(NO) Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 排水法 氯化氢(HCl) NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+2HCl↑ 向上排空气法 2、气体的发生装置 (1)装置的选择：由反应物的状态，反应条件和所制备气体的性质、量的多少决定 (2)加热操作要求 ①使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸 ②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却 反应装置类型 装置图 适用气体 注意事项 固、固加热型 O2、NH3等 ①试管要干燥 ②试管口略低于试管底 ③加热时先均匀加热再固定加强热 ④用高锰酸钾制取氧气时，需在管口处塞一小团棉花 固、液加热型 或液、液加热型 Cl2、HCl、SO2等 ①加热烧瓶时要垫石棉网 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加沸石或碎瓷片 固、液不加热型 、、 O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等 ①使用长颈漏斗时，漏斗下端管口要插入液面以下 ②启普发生器只适用于块状固体与液体的反应，反应不需要加热且气体不溶于水 ③使用分液漏斗既可增强装置的气密性， 又可控制加入液体的速度 3、气体的净化装置 (1)判断气体中的杂质方法：凡是反应物中有易挥发性液体，如盐酸、浓硝酸、溴水等，制得的气体中一定含有相应的杂质HCl、 HNO3、溴蒸气及水蒸气等。还有一些发生副反应的，如用酒精和浓硫酸反应制乙烯时，由于副反应的发生而使乙烯中含有杂质 SO2、CO2和水蒸气 (2)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 (3)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 (4)根据试剂选择合适的装置：洗气瓶、球形干燥管、U形管、硬质玻璃管 (5)除杂顺序：先除杂，后除水 (6)常见气体的净化实例 气体 所含杂质 净化剂 净化装置 Cl2 HCl 饱和食盐水 洗气瓶 乙烯 SO2、CO2 氢氧化钠溶液或碱石灰 乙炔 H2S 硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液 CO2 HCl 饱和碳酸氢钠溶液 H2 HCl 水或氢氧化钠溶液 SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液 CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液 乙烷 乙烯 溴水 O2 Cl2 氢氧化钠溶液 CO CO2 氢氧化钠溶液 氨气 H2O 碱石灰 干燥管 乙烯 SO2、CO2 碱石灰 CO CO2或H2O 碱石灰 N2 O2 灼热的铜网 硬质玻璃管 CO2 O2 CO2 CO 灼热的氧化铜 4、气体的干燥：气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；气体干燥的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等 类型 液体干燥剂 固体干燥剂 固体干燥剂 装置 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) 可干燥的气体 N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、SO2、HCl、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2等 可干燥除NH3以外的所有气体 可干燥NH3及中性气体 不可干燥的气体 氨气、硫化氢、溴化氢、碘化氢等 氨气 氯气、硫化氢、氯化氢、二氧化硫、二氧化碳等 5、气体的收集装置 收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集原理 收集的气体不与水反应或难溶于水 与空气不反应且密度比空气的大 与空气不反应且密度比空气的小 收集装置 适用的气体 H2、O2、NO、CH4、C2H4等 Cl2、CO2、NO2、SO2 H2、NH3 6、尾气处理装置 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害 (2)处理方法： ①转化处理：一般根据气体的相关性质，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质，使其转化为非气态物质或无毒物质。实验室中常见有毒气体的处理方法如表所示 Cl2 SO2 NO2 H2S HCl NH3 CO、H2 NO NaOH溶液 硫酸铜溶液或NaOH溶液 水 水或硫酸溶液 点燃 与氧气混合后通入NaOH溶液 ②直接排入空气中：主要是针对无毒、无害气体的处理。如：N2、O2、CO2等 (3)吸收原则：能充分吸收气体；不能倒吸 (4)常见装置 ①吸收溶解度较小的尾气(如：Cl2等)用图D装置 ②吸收溶解度较大的尾气(如：HCl、NH3等)用图B、C装置 (防倒吸) ③CO、H2等气体可用点燃或收集的方法除去，用图A、E装置 (5)防倒吸装置(以氨气吸收为例) ①液体容纳：图甲、乙原理相同，当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减小，吸收液上升到漏斗或干燥管中，导致烧杯中 液面下降；使漏斗口、干燥管脱离液面，吸收液受自身重力作用又流回烧杯内，从而防止吸收液倒吸 ②安全瓶：如图丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液进入安全瓶，从而防止吸收液进入受热仪器或反应容器，起到 防倒吸作用 ③间接吸收：如图丁所示，NH3、HCl等易溶于水却不溶于CCl4的气体，在CCl4中形成气泡，增大与水的接触面积，进行间接 吸收，可以达到防倒吸的目的 ④气压平衡：如图戊所示，为防止反应体系的压强减小引起吸收液的倒吸，可以在密闭系统中连接一个与大气相通的液封玻璃管， 保持瓶内压强等于大气压而防止倒吸 三、常见气体制备的反应原理 1、氯气的实验室制法 (1)反应原理：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2) 2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (快速制取Cl2，不需要加热) (2)发生装置：“”型 (3)实验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、 集气瓶 (4)装置图： (5)净化装置(洗气)：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水 (6)收集装置：用向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2不溶于饱和食盐水) (7)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余氯气，防止污染空气(不能用水代替) (8)验满方法：①观察法(黄绿色) ②湿润的淀粉—KI试纸(变蓝色)③湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色) ④浓NH3水， 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2 (9)实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点 ①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发 ②必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应 ③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气 ④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全 (10)氯气的工业室制法 工业制法：电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 2、氨的实验室制法 (1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)发生装置：“”型，与制取氧气的发生装置相同 (3)装置图： (4)净化装置：用碱石灰干燥 (5)收集装置：NH3极易溶于水 密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集(管口塞一团棉花，避免空气对流) (6)尾气处理装置：用水吸收多余的氨气，注意防止倒吸 (7)检验方法：①用润湿的红色石蕊试纸检验 ②用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟 (8)验满方法：①将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明氨气已收集满 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，出现大量白烟，则证明氨气已收集满 (9)实验室制取氨气时注意事项 ①氨气干燥时：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3 反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥 ②制取氨气所用的铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分 解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质 ③消石灰不能用固体NaOH或固体KOH代替，原因是： a、NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3 b、在高温下也能腐蚀试管 ④收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气 (10)实验室制取少量NH3的两种简易方法 (快速制NH3的方法) 方法 化学方程式 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O 浓氨水+固体NaOH 浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解 浓氨水+固体CaO NH3·H2O+CaONH3↑+ Ca(OH)2 烧碱或生石灰的作用：一是增大溶液中的OH－浓度，二是溶解或反应放热，促使NH3·H2O转化为NH3 (11)氨的工业制法：N2＋3H22NH3 3、二氧化硫的制备 (1)反应原理：Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O (2)发生装置：“”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余SO2，防止污染空气 (SO2+2NaOHNa2SO3+H2O ) (7)检验方法：先通入品红试液，褪色，加热后又恢复原红色 4、乙烯的实验室制法 (1)药品及其比例：无水乙醇、浓硫酸 (体积比为1:3) (2)反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O 有机副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O 无机副反应：C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O (3)发生装置：“液 +液 气” (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽) (4)收集装置：排水法 (乙烯的收集方法不能用排空气法，因为乙烯的密度和空气接近，使收集的乙烯不纯净) (5)注意事项： ①反应条件：170°C、浓H2SO4 ②反应物的用量：乙醇和浓硫酸体积比为1:3，且需要的量不要太多，否则反应物升温太慢，副反应较多，从而影响了乙烯的产率，使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的产量 ③加入药品的顺序：碎瓷片无水乙醇浓硫酸，混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中， 并用玻璃棒不断搅拌 ④浓硫酸：催化剂和脱水剂 ⑤碎瓷片的作用：防暴沸 ⑥温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液，液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为170℃，因为需要测量 的是反应物的温度 ⑦在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、脱水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、C (因此试 管中液体变黑)，而浓硫酸本身被还原成SO2，故制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰) 后，才能收集到比较纯净的乙烯 ⑧若实验时，已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间，忘记加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片 ⑨实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸 ⑩石棉网加热，以防烧瓶炸裂 5、乙炔的实验室制法 (1)反应原料：电石(CaC2)、饱和食盐水 (2)反应原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2 (注意不需要加热) 副反应：CaS＋2H2OCa(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O3Ca(OH)2＋2PH3↑ Ca3As2＋6H2O3Ca(OH)2＋2AsH3↑ (3)发生装置：“固 +液气”型 (不能用启普发生器) (4)收集装置：排水法或向下排空气法 (5)注意事项 ①电石与水反应很剧烈，为了得到平稳的乙炔气流： a、常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度)； b、分液漏斗控制流速； c、导管口塞棉花，防止泡沫喷出 ②生成的乙炔有臭味的原因：夹杂着H2S、PH3、AsH3等特殊臭味的气体，可用CuSO4溶液或NaOH溶液除去杂质气体 ③反应装置不能用启普发生器及其简易装置，而改用广口瓶和分液漏斗。为什么？ a、反应放出的大量热，易损坏启普发生器 (受热不均而炸裂) b、反应后生成的石灰乳是糊状，可夹带少量CaC2进入启普发生器底部，堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙，使启普发生器 失去作用 6、氧气的制备 (1)反应原理：2KClO32KCl+3O2↑ 2KMnO4K2MnO4 +MnO2 + O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ (2)发生装置：“”型、“固 +液气”型型 (3)装置图：略微向下倾斜的大试管，加热 (4)收集装置：排水法或向上排气法 (5)检验方法：带火星木条,复燃 7、二氧化碳的制备 (1)反应原理：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)，再通入浓H2SO4(除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余CO2 (7)检验方法：通入澄清石灰水，变浑浊 8、氢气的制备 (1)反应原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气) (5)收集装置：排水法或向下排气法 (6)尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集 (7)检验方法：点燃,淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠 9、硫化氢的制备 (1)反应原理：FeS+2HClFeCl2+H2S↑ FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑ (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图： (4)净化装置：先通入饱和NaHS溶液(除HCl)，再通入固体CaCl2或P2O5 (除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余H2S，H2S+2NaOHNa2S+H2O或H2S+NaOHNaHS+H2O (7)检验方法：能使湿润的醋酸铅试纸变黑 10、二氧化氮的制备 (1)反应原理：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图：分液漏斗、圆底烧瓶 (或用大试管、锥形瓶) (4)收集装置：向上排气法 (5)尾气处理装置：用强碱溶液吸收 (2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O) (6)检验方法：红棕色气体，通入AgNO3溶液颜色变浅，但无沉淀生成 11、一氧化氮的制备 (1)反应原理：Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图：分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) (4)收集装置：排水法 (5)尾气处理装置：通入足量的氧气，再用强碱溶液吸收 (6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变红棕色 12、氯化氢的制备 (1)反应原理：NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+2HCl↑ (2)发生装置：“”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收 (7)检验方法：通入AgNO3溶液,产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶 13、一氧化碳的制备 (1)反应原理：HCOOHCO↑+H2O 浓硫酸对有机物的脱水作用 在蒸馏烧瓶里加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸 (2)发生装置：“液 +液 气” (3)装置图：分液漏斗，圆底烧瓶 (4)净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气) (5)收集装置：排水法 (6)尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集 (7)检验方法：点燃，蓝色火焰，无水珠，产生气体能使澄清石灰水变浑浊 14、喷泉实验的原理 实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉 (1)喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉 (2)能形成喷泉的条件 从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好 (3)可以形成喷泉的组合 液体是水时，NH3、HCl、SO2、NO2＋O2等气体均可；液体是NaOH溶液时，Cl2、CO2、H2S、SO2等气体均可。另外SO2和氯 水、CH2===CH2与溴水等组合也可形成喷泉。总之，组合条件是：气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅 速减小，产生足够的压强差(负压) (4)产生压强差的方法一般有：一是使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变；二是使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小。上述形成喷泉 的组合选用的是第二种方法 1．（2024·广西·高考真题）将NaCl固体与浓硫酸加热生成的HCl气体通至饱和NaCl溶液，可析出用于配制标准溶液的高纯度NaCl，下列相关实验操作规范的是 A．制备HCl B．析出NaCl C．过滤 D．定容 A．A B．B C．C D．D 2．（2024·重庆·高考真题）某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是 A．若制取，则a为浓氨水，b可为氧化钙 B．若制取，则乙可盛饱和食盐水以除去 C．若制取，则丙可作气体收集装置 D．若制取，则丁可盛水用作尾气处理装置 3．（2024·广东·高考真题）1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是 A B 制备 净化、干燥 C D 收集 验证的氧化性 A．A B．B C．C D．D 4．（2024·河北·高考真题）图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选) 选项 气体 试剂 A 饱和溶液+浓硫酸 B 浓盐酸 C 固体熟石灰 D 石灰石+稀盐酸 A．A B．B C．C D．D 5．（2023·重庆·高考真题）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 A B C D             制取 转移溶液 保护铁件 收集 A．A B．B C．C D．D 6．（2023·江苏·高考真题）实验室制取的实验原理及装置均正确的是 A．制取 B．除去中的HCl C．收集 D．吸收尾气中的 A．A B．B C．C D．D 7．（2023·北京·高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是 A．实验室制 B．实验室收集 C．验证易溶于水且溶液呈碱性 D．除去中混有的少量 8．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是 A．Fe与稀硝酸反应制NO B．MnO2与浓盐酸共热制备Cl2 C．NaOH与浓氨水制备NH3 D．Na2SO3与浓硫酸制备SO2 1．（2025·云南·模拟预测）下列操作及装置(夹持装置省略)能达到实验目的的是       A．滴定 B．分液 C．铁钥匙镀铜 D．收集 A．A B．B C．C D．D 2．（2024·河南·二模）下列装置或操作正确且能达到相应实验目的的是 装置或操作 实验目的 A．检验含有碳碳双键 B．吸收少量的氨气 装置或操作 实验目的 C．测定溶液的浓度 D．实验室随开随用制 A．A B．B C．C D．D 3．（2024·河南·三模）如图所示装置适合常温下，用难溶块状固体与液体反应制备气体。选择相应药品用该装置能制备下列气体且能控制反应的是 装置 选项 药品 气体 A 浓盐酸、 B 浓氨水、生石灰 C 锌粒、盐酸 D 硫酸、粉末 A．A B．B C．C D．D 4．（2024·四川绵阳·一模）下列制备、干燥、收集，并进行喷泉实验的原理与装置能达到实验目的的是 A．制备 B．干燥 C．收集 D．喷泉实验 A．A B．B C．C D．D 5．（2024·江苏·模拟预测）下列气体不可用排空气集气法收集的是 A． B． C． D． 6．（2024·浙江·模拟预测）下列说法正确的是 A．实验室通常利用NaOH(s)和NH4Cl(s)制备氨气 B．澄清石灰水常用于实验室制取氯气的尾气处理 C．用电石制取乙炔时，需要用饱和食盐水洗气 D．应标注于乙醇与钠反应的实验操作图标中 7．（2024·河北·模拟预测）下列实验装置是常见的反应发生装置，某小组同学对下列装置进行了评价，其中错误的是 A．甲同学认为①装置可以用来制取NH3，也可以用来制取O2 B．制取二氧化碳可以用碳酸钠与稀硫酸，且反应不需要加热。乙同学认为②④装置均可以完成该实验 C．丙同学认为③装置可以完成实验室制氯气的实验，同时他认为②装置也可以制氯气 D．丁同学认为可以采用液差法检验④装置的气密性 8．（2024·海南·一模）下列实验中，实验仪器使用正确且操作规范的是 A．海水提取粗食盐 B．配制稀硫酸 C．过滤 D．收集NO A．A B．B C．C D．D 9．（2024·广东湛江·一模）1873年，卡尔·冯·林德发明了以氨为制冷剂的冷冻机。兴趣小组利用下列装置制得并收集氨气，后续用于模拟制冷过程。下列装置(“→”表示气流方向)难以达到目的的是 A．制备氨气 B．净化氨气 C．收集氨气 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 10．（2024·河北石家庄·模拟预测）实验室利用下列药品和装置，能制备并收集到相关气体的是 选项 收集气体 药品 装置 A 、稀硝酸 B C 乙醇、浓硫酸 D 、稀硝酸 A．A B．B C．C D．D 11．（2024·安徽·一模）某兴趣小组采用如图装置收集NO2、O2混合气体。将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，观察到混合气体全部被吸收。下列说法错误的是 A．G装置中虚线上导管实线图应是左高右低 B．可观察G装置内浓硫酸中气泡的生成速率，控制混合气体的比例 C．H装置中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O D．实验后圆底烧瓶中所得溶液物质的量浓度约为0.036mol•L-1(保留两位有效数字) 12．（2024·河北邯郸·一模）下列气体不能用图示装置完成制备和收集的是 选项 气体 原料 试剂x A 浓盐酸 饱和食盐水 B 较浓硫酸 饱和溶液 C 双氧水 D 浓氨水 A．A B．B C．C D．D 13．（2024·湖北·一模）下列实验中能达到相应实验目的的是 A．制取乙炔 B．除去SO2中的HCl C．收集NO2 D．测量CO2体积 A．A B．B C．C D．D 14．（2024·海南·二模）在实验室采用如图装置制备气体，合理的是 选项 化学试剂 制备的气体 A Ca(OH)2+NH4Cl NH3 B MnO2+HCl(浓) Cl2 C MnO2+H2O2 O2 D Cu+HNO3(浓) NO2 A．A B．B C．C D．D 15．（2024·云南·模拟预测）利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，不能达到相应实验目的的是 A．甲装置：乙醇在浓硫酸的作用下，加热到制取乙烯 B．乙装置：验证乙醇的结构简式是还是 C．丙装置：探究铁与水蒸气的反应 D．丁装置：制备干燥的氢气 16．（2024·山东德州·三模）实验室制备下列如图气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是 气体 试剂 制备装置 收集方法 A 浓硝酸 B C 石灰石稀硫酸 D 浓硫酸 A．A B．B C．C D．D / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型04 常见气体的制备原理与装置选用 题型解读：解读高考化学实验题型特点，分析命题考查要点。 解题必备：整理归纳解题必备的知识要点和方法技巧。 真题回顾：感知真题，从试题题型、背景、设问方式等多角度领悟命题立意。 好题必刷：精选高质量题目，锻炼做题的速度和准确率。 在近年高考中，常考查常见气体如CO2、SO2、NO、Cl2等的制备原理与装置的选用问题，多为装置+表格型形式，让考生判断选项中试剂能否用来制备对应气体（利用题给装置），涉及气体的制备原理、净化和尾气处理等环节。有时候也会以题干中要制备的一种气体展开考查。 一、三大基础气体制备装置的连接 1、Cl2的实验室制备系统 2、SO2的实验室制备系统 3、NH3的实验室制备系统 4、实验装置选择的思路： 二、气体的制备 1、常见气体制备的反应原理 试剂的选择：以实验室常用药品为原料，依据制气原理，选择方便、经济、安全的试剂，尽量做到有适宜的反应速率，且所得气 体比较纯净。如：用锌粒与酸制取氢气，一般选择稀硫酸，而不用稀盐酸，原因是盐酸是挥发性酸，制取的氢气中常混有HCl气体 气体名称 反应原理 收集方法 氯气(Cl2) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 向上排空气法、排饱和食盐水法 氨气(NH3) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 向下排空气法 二氧化硫(SO2) Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHSO3溶液 乙烯() C2H5OH↑+H2O 排水法 乙炔(C2H2) CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑ 排水法 氧气(O2) 2KClO32KCl+3O2↑，2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 排水法、向上排空气法 二氧化碳(CO2) CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHCO3溶液 氢气(H2) Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑，Zn+2HClZnCl2+H2↑ 排水法、向下排空气法 硫化氢(H2S) FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑，FeS+2HClFeCl2+H2S↑ 向上排空气法、排饱和NaHS溶液 二氧化氮(NO2) Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 向上排空气法 一氧化氮(NO) Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 排水法 氯化氢(HCl) NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+2HCl↑ 向上排空气法 2、气体的发生装置 (1)装置的选择：由反应物的状态，反应条件和所制备气体的性质、量的多少决定 (2)加热操作要求 ①使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸 ②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却 反应装置类型 装置图 适用气体 注意事项 固、固加热型 O2、NH3等 ①试管要干燥 ②试管口略低于试管底 ③加热时先均匀加热再固定加强热 ④用高锰酸钾制取氧气时，需在管口处塞一小团棉花 固、液加热型 或液、液加热型 Cl2、HCl、SO2等 ①加热烧瓶时要垫石棉网 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加沸石或碎瓷片 固、液不加热型 、、 O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等 ①使用长颈漏斗时，漏斗下端管口要插入液面以下 ②启普发生器只适用于块状固体与液体的反应，反应不需要加热且气体不溶于水 ③使用分液漏斗既可增强装置的气密性， 又可控制加入液体的速度 3、气体的净化装置 (1)判断气体中的杂质方法：凡是反应物中有易挥发性液体，如盐酸、浓硝酸、溴水等，制得的气体中一定含有相应的杂质HCl、 HNO3、溴蒸气及水蒸气等。还有一些发生副反应的，如用酒精和浓硫酸反应制乙烯时，由于副反应的发生而使乙烯中含有杂质 SO2、CO2和水蒸气 (2)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 (3)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 (4)根据试剂选择合适的装置：洗气瓶、球形干燥管、U形管、硬质玻璃管 (5)除杂顺序：先除杂，后除水 (6)常见气体的净化实例 气体 所含杂质 净化剂 净化装置 Cl2 HCl 饱和食盐水 洗气瓶 乙烯 SO2、CO2 氢氧化钠溶液或碱石灰 乙炔 H2S 硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液 CO2 HCl 饱和碳酸氢钠溶液 H2 HCl 水或氢氧化钠溶液 SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液 CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液 乙烷 乙烯 溴水 O2 Cl2 氢氧化钠溶液 CO CO2 氢氧化钠溶液 氨气 H2O 碱石灰 干燥管 乙烯 SO2、CO2 碱石灰 CO CO2或H2O 碱石灰 N2 O2 灼热的铜网 硬质玻璃管 CO2 O2 CO2 CO 灼热的氧化铜 4、气体的干燥：气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；气体干燥的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等 类型 液体干燥剂 固体干燥剂 固体干燥剂 装置 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) 可干燥的气体 N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、SO2、HCl、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2等 可干燥除NH3以外的所有气体 可干燥NH3及中性气体 不可干燥的气体 氨气、硫化氢、溴化氢、碘化氢等 氨气 氯气、硫化氢、氯化氢、二氧化硫、二氧化碳等 5、气体的收集装置 收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集原理 收集的气体不与水反应或难溶于水 与空气不反应且密度比空气的大 与空气不反应且密度比空气的小 收集装置 适用的气体 H2、O2、NO、CH4、C2H4等 Cl2、CO2、NO2、SO2 H2、NH3 6、尾气处理装置 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害 (2)处理方法： ①转化处理：一般根据气体的相关性质，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质，使其转化为非气态物质或无毒物质。实验室中常见有毒气体的处理方法如表所示 Cl2 SO2 NO2 H2S HCl NH3 CO、H2 NO NaOH溶液 硫酸铜溶液或NaOH溶液 水 水或硫酸溶液 点燃 与氧气混合后通入NaOH溶液 ②直接排入空气中：主要是针对无毒、无害气体的处理。如：N2、O2、CO2等 (3)吸收原则：能充分吸收气体；不能倒吸 (4)常见装置 ①吸收溶解度较小的尾气(如：Cl2等)用图D装置 ②吸收溶解度较大的尾气(如：HCl、NH3等)用图B、C装置 (防倒吸) ③CO、H2等气体可用点燃或收集的方法除去，用图A、E装置 (5)防倒吸装置(以氨气吸收为例) ①液体容纳：图甲、乙原理相同，当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减小，吸收液上升到漏斗或干燥管中，导致烧杯中 液面下降；使漏斗口、干燥管脱离液面，吸收液受自身重力作用又流回烧杯内，从而防止吸收液倒吸 ②安全瓶：如图丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液进入安全瓶，从而防止吸收液进入受热仪器或反应容器，起到 防倒吸作用 ③间接吸收：如图丁所示，NH3、HCl等易溶于水却不溶于CCl4的气体，在CCl4中形成气泡，增大与水的接触面积，进行间接 吸收，可以达到防倒吸的目的 ④气压平衡：如图戊所示，为防止反应体系的压强减小引起吸收液的倒吸，可以在密闭系统中连接一个与大气相通的液封玻璃管， 保持瓶内压强等于大气压而防止倒吸 三、常见气体制备的反应原理 1、氯气的实验室制法 (1)反应原理：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2) 2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (快速制取Cl2，不需要加热) (2)发生装置：“”型 (3)实验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、 集气瓶 (4)装置图： (5)净化装置(洗气)：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水 (6)收集装置：用向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2不溶于饱和食盐水) (7)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余氯气，防止污染空气(不能用水代替) (8)验满方法：①观察法(黄绿色) ②湿润的淀粉—KI试纸(变蓝色)③湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色) ④浓NH3水， 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2 (9)实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点 ①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发 ②必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应 ③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气 ④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全 (10)氯气的工业室制法 工业制法：电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 2、氨的实验室制法 (1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)发生装置：“”型，与制取氧气的发生装置相同 (3)装置图： (4)净化装置：用碱石灰干燥 (5)收集装置：NH3极易溶于水 密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集(管口塞一团棉花，避免空气对流) (6)尾气处理装置：用水吸收多余的氨气，注意防止倒吸 (7)检验方法：①用润湿的红色石蕊试纸检验 ②用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟 (8)验满方法：①将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明氨气已收集满 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，出现大量白烟，则证明氨气已收集满 (9)实验室制取氨气时注意事项 ①氨气干燥时：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3 反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥 ②制取氨气所用的铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分 解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质 ③消石灰不能用固体NaOH或固体KOH代替，原因是： a、NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3 b、在高温下也能腐蚀试管 ④收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气 (10)实验室制取少量NH3的两种简易方法 (快速制NH3的方法) 方法 化学方程式 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O 浓氨水+固体NaOH 浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解 浓氨水+固体CaO NH3·H2O+CaONH3↑+ Ca(OH)2 烧碱或生石灰的作用：一是增大溶液中的OH－浓度，二是溶解或反应放热，促使NH3·H2O转化为NH3 (11)氨的工业制法：N2＋3H22NH3 3、二氧化硫的制备 (1)反应原理：Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O (2)发生装置：“”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余SO2，防止污染空气 (SO2+2NaOHNa2SO3+H2O ) (7)检验方法：先通入品红试液，褪色，加热后又恢复原红色 4、乙烯的实验室制法 (1)药品及其比例：无水乙醇、浓硫酸 (体积比为1:3) (2)反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O 有机副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O 无机副反应：C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O (3)发生装置：“液 +液 气” (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽) (4)收集装置：排水法 (乙烯的收集方法不能用排空气法，因为乙烯的密度和空气接近，使收集的乙烯不纯净) (5)注意事项： ①反应条件：170°C、浓H2SO4 ②反应物的用量：乙醇和浓硫酸体积比为1:3，且需要的量不要太多，否则反应物升温太慢，副反应较多，从而影响了乙烯的产率，使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的产量 ③加入药品的顺序：碎瓷片无水乙醇浓硫酸，混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中， 并用玻璃棒不断搅拌 ④浓硫酸：催化剂和脱水剂 ⑤碎瓷片的作用：防暴沸 ⑥温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液，液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为170℃，因为需要测量 的是反应物的温度 ⑦在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、脱水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、C (因此试 管中液体变黑)，而浓硫酸本身被还原成SO2，故制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰) 后，才能收集到比较纯净的乙烯 ⑧若实验时，已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间，忘记加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片 ⑨实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸 ⑩石棉网加热，以防烧瓶炸裂 5、乙炔的实验室制法 (1)反应原料：电石(CaC2)、饱和食盐水 (2)反应原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2 (注意不需要加热) 副反应：CaS＋2H2OCa(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O3Ca(OH)2＋2PH3↑ Ca3As2＋6H2O3Ca(OH)2＋2AsH3↑ (3)发生装置：“固 +液气”型 (不能用启普发生器) (4)收集装置：排水法或向下排空气法 (5)注意事项 ①电石与水反应很剧烈，为了得到平稳的乙炔气流： a、常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度)； b、分液漏斗控制流速； c、导管口塞棉花，防止泡沫喷出 ②生成的乙炔有臭味的原因：夹杂着H2S、PH3、AsH3等特殊臭味的气体，可用CuSO4溶液或NaOH溶液除去杂质气体 ③反应装置不能用启普发生器及其简易装置，而改用广口瓶和分液漏斗。为什么？ a、反应放出的大量热，易损坏启普发生器 (受热不均而炸裂) b、反应后生成的石灰乳是糊状，可夹带少量CaC2进入启普发生器底部，堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙，使启普发生器 失去作用 6、氧气的制备 (1)反应原理：2KClO32KCl+3O2↑ 2KMnO4K2MnO4 +MnO2 + O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ (2)发生装置：“”型、“固 +液气”型型 (3)装置图：略微向下倾斜的大试管，加热 (4)收集装置：排水法或向上排气法 (5)检验方法：带火星木条,复燃 7、二氧化碳的制备 (1)反应原理：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)，再通入浓H2SO4(除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余CO2 (7)检验方法：通入澄清石灰水，变浑浊 8、氢气的制备 (1)反应原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气) (5)收集装置：排水法或向下排气法 (6)尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集 (7)检验方法：点燃,淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠 9、硫化氢的制备 (1)反应原理：FeS+2HClFeCl2+H2S↑ FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑ (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图： (4)净化装置：先通入饱和NaHS溶液(除HCl)，再通入固体CaCl2或P2O5 (除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余H2S，H2S+2NaOHNa2S+H2O或H2S+NaOHNaHS+H2O (7)检验方法：能使湿润的醋酸铅试纸变黑 10、二氧化氮的制备 (1)反应原理：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图：分液漏斗、圆底烧瓶 (或用大试管、锥形瓶) (4)收集装置：向上排气法 (5)尾气处理装置：用强碱溶液吸收 (2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O) (6)检验方法：红棕色气体，通入AgNO3溶液颜色变浅，但无沉淀生成 11、一氧化氮的制备 (1)反应原理：Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (2)发生装置：“固 +液气”型 (3)装置图：分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) (4)收集装置：排水法 (5)尾气处理装置：通入足量的氧气，再用强碱溶液吸收 (6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变红棕色 12、氯化氢的制备 (1)反应原理：NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+2HCl↑ (2)发生装置：“”型 (3)装置图： (4)净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气) (5)收集装置：向上排气法 (6)尾气处理装置：用强碱溶液吸收 (7)检验方法：通入AgNO3溶液,产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶 13、一氧化碳的制备 (1)反应原理：HCOOHCO↑+H2O 浓硫酸对有机物的脱水作用 在蒸馏烧瓶里加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸 (2)发生装置：“液 +液 气” (3)装置图：分液漏斗，圆底烧瓶 (4)净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气) (5)收集装置：排水法 (6)尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集 (7)检验方法：点燃，蓝色火焰，无水珠，产生气体能使澄清石灰水变浑浊 14、喷泉实验的原理 实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉 (1)喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉 (2)能形成喷泉的条件 从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好 (3)可以形成喷泉的组合 液体是水时，NH3、HCl、SO2、NO2＋O2等气体均可；液体是NaOH溶液时，Cl2、CO2、H2S、SO2等气体均可。另外SO2和氯 水、CH2===CH2与溴水等组合也可形成喷泉。总之，组合条件是：气体在溶液中的溶解度很大或通过反应，使气体的物质的量迅 速减小，产生足够的压强差(负压) (4)产生压强差的方法一般有：一是使烧瓶外气压增大，烧瓶内气压不变；二是使烧瓶外气压不变，烧瓶内气压减小。上述形成喷泉 的组合选用的是第二种方法 1．（2024·广西·高考真题）将NaCl固体与浓硫酸加热生成的HCl气体通至饱和NaCl溶液，可析出用于配制标准溶液的高纯度NaCl，下列相关实验操作规范的是 A．制备HCl B．析出NaCl C．过滤 D．定容 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．NaCl固体与浓硫酸加热生成的HCl气体，缺少加热装置，故A错误； B．氯化氢易溶于水，为充分吸收氯化氢并防止倒吸，氯化氢气体应从连接倒置漏斗的导管通入，故B错误； C．用过滤法分离出氯化钠晶体，故C正确； D．配制氯化钠溶液，定容时眼睛平视刻度线，故D错误； 选C。 2．（2024·重庆·高考真题）某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是 A．若制取，则a为浓氨水，b可为氧化钙 B．若制取，则乙可盛饱和食盐水以除去 C．若制取，则丙可作气体收集装置 D．若制取，则丁可盛水用作尾气处理装置 【答案】D 【详解】A．氧化钙和水反应放出大量热，促使氨水中一水合氨分解释放出氨气，A正确； B．饱和食盐水能抑制氯气溶解，且能吸收HCl，则制取，乙可盛饱和食盐水以除去，B正确； C．氯气密度大于空气，则丙中气体长进短出，可作氯气气体收集装置，C正确；   D．氨气极易溶于水，容易倒吸，没有防倒吸装置，D错误； 故选D。 3．（2024·广东·高考真题）1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是 A B 制备 净化、干燥 C D 收集 验证的氧化性 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意； B．实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意； C．氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意； D．H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意； 故选A。 4．（2024·河北·高考真题）图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选) 选项 气体 试剂 A 饱和溶液+浓硫酸 B 浓盐酸 C 固体熟石灰 D 石灰石+稀盐酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应，也可以是固液不加热型；右侧气体收集装置，长进短出为向上排空气法，短进长出为向下排空气法，装满水后短进长出为排水法； 【详解】A．饱和溶液和浓硫酸反应可以制，使用固液不加热制气装置，密度比空气大，用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，A不符合题意； B．和浓盐酸加热反应可以制，使用固液加热制气装置，密度比空气大，用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，B不符合题意； C．固体与熟石灰加热可以制需要使用固固加热制气装置，图中装置不合理，不能完成相应气体的发生和收集实验，C符合题意； D．石灰石(主要成分为)和稀盐酸反应可以制，使用固液不加热制气装置，密度比空气大，用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，D不符合题意； 本题选C。 5．（2023·重庆·高考真题）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 A B C D             制取 转移溶液 保护铁件 收集 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，两者遇冷又会生成氯化铵，不适合制取氨气，A不符合题意； B．转移溶液时玻璃棒应该伸入容量瓶刻度线以下，正确，B符合题意； C．保护铁件应该连接比铁更活泼的金属使得铁被保护，而不是连接惰性电极石墨，C不符合题意； D．NO会与空气中氧气反应，不适合排空气法收集，D不符合题意； 故选B。 6．（2023·江苏·高考真题）实验室制取的实验原理及装置均正确的是 A．制取 B．除去中的HCl C．收集 D．吸收尾气中的 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误； B．除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B错误； C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确； D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。 故选C。 7．（2023·北京·高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是 A．实验室制 B．实验室收集 C．验证易溶于水且溶液呈碱性 D．除去中混有的少量 【答案】D 【详解】A．MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2，固液加热的反应该装置可用于制备Cl2，A项正确； B．C2H4不溶于水，可选择排水收集，B项正确； C．挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH3溶解，烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉，红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质，C项正确； D．Na2CO3与HCl、CO2发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO3溶液，D项错误； 故选D。 8．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是 A．Fe与稀硝酸反应制NO B．MnO2与浓盐酸共热制备Cl2 C．NaOH与浓氨水制备NH3 D．Na2SO3与浓硫酸制备SO2 【答案】D 【详解】A．NO与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故不选A； B．二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2，反应需要吸热，缺少加热装置，故不选B； C．氨气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集NH3，故不选C； D．Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2，SO2密度比空气大，用向上排空气法收集SO2，故选D； 选D。 1．（2025·云南·模拟预测）下列操作及装置(夹持装置省略)能达到实验目的的是       A．滴定 B．分液 C．铁钥匙镀铜 D．收集 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．滴定时，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化，故A错误； B．用分液法分离水层和CCl4层，故B正确； C．铁钥匙镀铜，铜片应该用作阳极、铁钥匙作阴极，故C错误； D．NO2能与水反应，不能用排水法收集NO2，故D错误； 选B。 2．（2024·河南·二模）下列装置或操作正确且能达到相应实验目的的是 装置或操作 实验目的 A．检验含有碳碳双键 B．吸收少量的氨气 装置或操作 实验目的 C．测定溶液的浓度 D．实验室随开随用制 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．银氨溶液过量使溶液显碱性，可与滴入溴水中的溴发生反应，对碳碳双键的检验造成影响，A项错误； B．氨气极易溶于水，而难溶于四氯化碳，该装置可以防止倒吸，可以吸收少量的氨气，B项正确； C．高锰酸钾标准溶液为强氧化性溶液，应放在酸式滴定管中，C项错误； D．二氧化锰为粉末状，无法放置在有孔隔板上，无法控制反应发生和停止，D项错误； 答案选B。 3．（2024·河南·三模）如图所示装置适合常温下，用难溶块状固体与液体反应制备气体。选择相应药品用该装置能制备下列气体且能控制反应的是 装置 选项 药品 气体 A 浓盐酸、 B 浓氨水、生石灰 C 锌粒、盐酸 D 硫酸、粉末 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．二氧化锰是粉末状固体，浓盐酸和二氧化锰制氯气，需要加热，故不能使用启普发生器制备氯气，不选A； B．生石灰与水反应生成浊液，易堵塞启普发生器，故不选B； C．锌粒和盐酸常温下反应生成氢气，能用启普发生器制备，故选C； D．亚硫酸钠粉末与硫酸反应生成二氧化硫，但不符合启普发生器的使用要求，故不选D； 选C。 4．（2024·四川绵阳·一模）下列制备、干燥、收集，并进行喷泉实验的原理与装置能达到实验目的的是 A．制备 B．干燥 C．收集 D．喷泉实验 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．MnO2与浓盐酸在常温下不反应，二者反应需要加热，A不正确； B．碱石灰是NaOH和CaO的混合物，呈碱性，能吸收Cl2，不能用于干燥Cl2，B不正确； C．由于Cl2的密度比空气大，收集Cl2时，应使用向上排空气法，导气管应长进短出，C不正确； D．Cl2能与NaOH溶液反应生成可溶于水的物质，使烧瓶内产生负压，从而形成喷泉，D正确； 故选D。 5．（2024·江苏·模拟预测）下列气体不可用排空气集气法收集的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．密度比空气大，与空气不反应，可以用向上排空法收集，故A不选； B．与空气中氧气反应，不可以用排空法收集，故B选； C．密度比空气小，与空气不反应，可以用向下排空法收集，故C不选； D．密度比空气大，与空气不反应，可以用向上排空法收集，故D不选； 答案选B。 6．（2024·浙江·模拟预测）下列说法正确的是 A．实验室通常利用NaOH(s)和NH4Cl(s)制备氨气 B．澄清石灰水常用于实验室制取氯气的尾气处理 C．用电石制取乙炔时，需要用饱和食盐水洗气 D．应标注于乙醇与钠反应的实验操作图标中 【答案】D 【详解】A．实验室制备氨气通常用和NH4Cl(s)加热制取，A错误； B．澄清石灰水浓度偏小，吸收效果不好，实验室制取氯气的尾气处理通常用用NaOH溶液吸收，B错误； C．用电石制取乙炔时，可以使用饱和食盐水来代替水，以减缓反应速率并获得平稳的气流‌，不是洗气，C错误； D．金属钠接触皮肤会剧烈反应腐蚀皮肤，在实验中应注明安全标识，该标识为不能接触皮肤，D正确； 故答案：D。 7．（2024·河北·模拟预测）下列实验装置是常见的反应发生装置，某小组同学对下列装置进行了评价，其中错误的是 A．甲同学认为①装置可以用来制取NH3，也可以用来制取O2 B．制取二氧化碳可以用碳酸钠与稀硫酸，且反应不需要加热。乙同学认为②④装置均可以完成该实验 C．丙同学认为③装置可以完成实验室制氯气的实验，同时他认为②装置也可以制氯气 D．丁同学认为可以采用液差法检验④装置的气密性 【答案】B 【详解】A．加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取NH3、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物O2均可以采用固、固加热制气装置，①装置均可完成两个实验，A项正确； B．实验室制取二氧化碳选用固液常温型制气装置，即②装置，由于碳酸钠的存在状态不是块状的、且碳酸钠溶于水，故不能用④装置完成该实验，B项错误； C．反应物选择MnO2与浓盐酸时，可以选用③装置完成实验室制氯气，反应物用KMnO4与浓盐酸时，可以选用②装置完成实验室制氯气，C项正确； D．可以采用液差法检验④装置的气密性，具体方法是关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水至长颈漏斗中液面高于试管中液面，静置一段时间后液面高度差保持不变，则装置气密性良好，D项正确； 故选B。 8．（2024·海南·一模）下列实验中，实验仪器使用正确且操作规范的是 A．海水提取粗食盐 B．配制稀硫酸 C．过滤 D．收集NO A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．用蒸发结晶的方法将海水中的NaCl提取出来，应选用蒸发皿，不能用坩埚，A项错误； B．配制稀硫酸时应该先将浓硫酸稀释再转移到容量瓶中定容，不能直接将浓硫酸倒入盛有水的容量瓶中，B项错误； C．通过过滤操作可以分离固液混合物，过滤时遵循“一贴、二低、三靠”原则，C项正确； D．NO难溶于水，易与空气中的氧气反应，所以不适用排空气法收集，应用排水法收集，D项错误； 答案选C。 9．（2024·广东湛江·一模）1873年，卡尔·冯·林德发明了以氨为制冷剂的冷冻机。兴趣小组利用下列装置制得并收集氨气，后续用于模拟制冷过程。下列装置(“→”表示气流方向)难以达到目的的是 A．制备氨气 B．净化氨气 C．收集氨气 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，故A正确； B．氨气是碱性气体，用碱石灰干燥氨气，故B正确； C．氨气密度比空气小，用向下排空气法收集氨气，故C错误； D．氨气易溶于水，用水吸收氨气，且该装置能防倒吸，故D正确； 选C。 10．（2024·河北石家庄·模拟预测）实验室利用下列药品和装置，能制备并收集到相关气体的是 选项 收集气体 药品 装置 A 、稀硝酸 B C 乙醇、浓硫酸 D 、稀硝酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．和稀硝酸反应不产生氢气，故A错误； B．在加热下反应产生氨气，发生装置为固固加热，选用c做发生装置，氨气的密度比空气小，选向下排空气法，收集装置选f，故B正确； C．乙醇、浓硫酸在170°C产生，但b装置缺少温度计，故C错误； D． Cu稀HNO3生成NO，NO会和空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，故D错误； 故选B。 11．（2024·安徽·一模）某兴趣小组采用如图装置收集NO2、O2混合气体。将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，观察到混合气体全部被吸收。下列说法错误的是 A．G装置中虚线上导管实线图应是左高右低 B．可观察G装置内浓硫酸中气泡的生成速率，控制混合气体的比例 C．H装置中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O D．实验后圆底烧瓶中所得溶液物质的量浓度约为0.036mol•L-1(保留两位有效数字) 【答案】D 【详解】A．氧气和二氧化氮的密度均比空气密度大，故应该进气管短，出气管长，即G装置中虚线上导管实线图应是左高右低，A正确； B．G装置中浓硫酸有三种作用：除了混合、气体、干燥、以外，还有观察气泡的速率，以便于控制混合气体的比例，B正确； C．铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，C正确； D．观察到混合气体全部被吸收，则烧瓶中充满溶液，反应恰好完全反应，的物质的量等于的物质的量，溶液体积等于和的总体积。但是未说明气体是否处于标准状况下，不能确定其摩尔体积，也无法确定溶液的体积，从而无法计算所得溶液物质的量浓度，D错误； 故选D。 12．（2024·河北邯郸·一模）下列气体不能用图示装置完成制备和收集的是 选项 气体 原料 试剂x A 浓盐酸 饱和食盐水 B 较浓硫酸 饱和溶液 C 双氧水 D 浓氨水 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．和浓盐酸需要在加热条件下反应制备氯气，不能用图示装置完成制备和收集，A符合题意； B．和较浓硫酸可以制备，在饱和溶液中溶解度极小，可以用排饱和溶液法收集，能用图示装置完成制备和收集，B不符合题意； C．和双氧水可以制备，生成的不溶于水，能用排水法收集，则能用图示装置完成制备和收集，C不符合题意； D．浓氨水与CaO反应可以制备，生成的不溶于，故能用排法收集，能用图示装置完成制备和收集，D不符合题意； 故选A。 13．（2024·湖北·一模）下列实验中能达到相应实验目的的是 A．制取乙炔 B．除去SO2中的HCl C．收集NO2 D．测量CO2体积 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．用电石和饱和食盐水反应制乙炔，A正确； B．饱和食盐水会将和都吸收掉，应选用饱和NaHSO3溶液，B错误； C．密度比空气大，用向上排空气法收集，C错误； D．二氧化碳能溶于水，不能用排水法测体积，D错误； 故答案选A。 14．（2024·海南·二模）在实验室采用如图装置制备气体，合理的是 选项 化学试剂 制备的气体 A Ca(OH)2+NH4Cl NH3 B MnO2+HCl(浓) Cl2 C MnO2+H2O2 O2 D Cu+HNO3(浓) NO2 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．Ca(OH)2和NH4Cl固体混合加热发生复分解反应制取NH3，反应产生CaCl2、NH3、H2O，该装置没有加热的仪器，且氨气极易溶于水，也不能使用排水方法收集，因此不能用于实验室制取NH3，A错误； B．MnO2与浓盐酸混合加热发生氧化还原反应制取Cl2，该装置没有加热是仪器，因此不能用于实验室制取Cl2，B错误； C．H2O2在常温条件下，在MnO2催化下分解反应产生H2O、O2，制取的O2难溶于水，可以使用排水方法收集，因此该装置可用于实验室O2制取与收集，C正确； D．Cu与浓硝酸在常温下能够发生氧化还原反应产生NO2气体，但NO2气体能够溶于水，并与水反应产生HNO3和NO，不能用排水方法收集，D错误； 故合理选项是C。 15．（2024·云南·模拟预测）利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，不能达到相应实验目的的是 A．甲装置：乙醇在浓硫酸的作用下，加热到制取乙烯 B．乙装置：验证乙醇的结构简式是还是 C．丙装置：探究铁与水蒸气的反应 D．丁装置：制备干燥的氢气 【答案】A 【详解】A．乙醇在浓硫酸的作用下，加热到发生消去反应才生成乙烯，不能达到实验目的，A符合题意； B．用一定量乙醇和足量钠反应，按照反应产生的气体体积、消耗的乙醇的物质的量的关系可推测出乙醇的结构简式是还是，B不符合题意； C．铁与湿棉花受热产生的水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，生成的氢气能使肥皂水产生肥皂泡，该装置能探究铁与水蒸气的反应，C不符合题意； D．锌与稀硫酸反应生成氢气，经浓硫酸干燥后，再用短进长出的集气瓶收集得到干燥的氢气，能制备干燥的氢气，D不符合题意； 故选A。 16．（2024·山东德州·三模）实验室制备下列如图气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是 气体 试剂 制备装置 收集方法 A 浓硝酸 B C 石灰石稀硫酸 D 浓硫酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．二氧化氮与水反应，不能选f收集二氧化氮，A错误； B．氨气密度小于空气，不能使用向上排空气发生收集，B错误； C．实验室制CO2用的试剂为石灰石和稀盐酸，不能用稀硫酸，稀硫酸和碳酸钙生成物硫酸钙微溶，阻碍了反应进行，C错误； D．乙醇在170°C时发生消去反应生成乙烯，可选c装置，乙烯不溶于水，可选f装置收集，D正确； 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 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