第五章 微专题二 常见气体的制备方法-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

微专题二　常见气体的制备方法 优化探究 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1.常见气体的制备装置 装置       应用 固体(或液体)+液体 气体 固体(+固体) 气体 固体(或液体)+液体→气体 2.气体的收集方法 (1)一般方法 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   　　　　　　　　等  O2、H2、NO、CO 收集 方法 收集气体 的类型 收集装置 可收集的 气体(举例) 排空气法 向上 排空 气法 密度　　　　空气且不与空气中的成分反应    _______________ ____等 向下 排空 气法 密度　　　　空气且不与空气中的成分反应    　　　　　　　　　　　　______________等  大于 Cl2、SO2、NO2、 CO2 小于　 H2、NH3 (2)创新方法   ①从a管进气b管出水可收集　　 　　　　　,如　　　　　　　等。  ②若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体: 换成饱和食盐水收集　　　,换成饱和碳酸氢钠溶液收集　 　　　,换成四氯化碳(密度比水大,且与水不互溶)收集　　　　　。  难溶于水的气体　 H2、O2 氯气 二氧化碳 HCl或NH3 3.常用的防倒吸装置 尾气处理时,有些气体要防倒吸,常见的防倒吸装置有 方法点拨 1.实验室制备气体装置选择的基本思路 2.解答实验装置题做到“四看” 一看发生装置是否有错：①实验是否需加热；②仪器放置是否有错； ③夹持仪器的位置是否有错。 二看试剂(反应物、干燥剂、尾气吸收剂等)是否符合实验原理。 三看收集方法是否有错(导管伸入的位置等)。 四看是否缺少尾气吸收装置，对于有毒气体，一定要设计尾气吸收装 置，并选择适宜的吸收剂。 用常见气体的制备装置对应的字母填写下列空白: 气体 反应试剂 反应装置 O2 KMnO4或KClO3分解 　  Na2O2与H2O;H2O2与MnO2 　  SO2 Na2SO3与浓H2SO4 　  Cu与浓H2SO4,加热 　  提示:B　C　C　A　A　C　C　C　B　A　C 气体 反应试剂 反应装置 Cl2 浓盐酸与MnO2,加热 　  浓盐酸与KMnO4 　  H2 稀盐酸与Zn 　  CO2 CaCO3与稀盐酸 　  NH3 NH4Cl与Ca(OH)2,加热 　  浓氨水,加热 　  浓氨水与CaO 　  1.判断下列装置是否正确。 × × × × √ √ 2.如图为常用玻璃仪器组成的六种实验装置,均可根据不同的实验需要在其中加入不同的液体或固体试剂,请用适宜装置的字母完成下列填空: (1)既能用于收集Cl2,又能用于收集NO的装置是　　　。  (2)能用于干燥CO2气体的装置是　　　。  (3)在实验室制取Cl2并检验Cl2部分性质的实验中,用于除去Cl2中HCl杂质的最佳装置是　　　　。  (4)用于尾气吸收并能防止液体倒吸入反应装置中的是　　　　。  (5)接在气体制备的连续实验装置中间,用于控制气流平稳的装置是　。  AB AEF　 A ACE D 3.(2023·江西南昌高一检测)下列是中学化学中常见气体,只能用排水法收集的是(　　) A.Cl2　　　　　　　　　 B.HCl C.SO2 D.NO D 解析:Cl2的密度大于空气且Cl2与空气不反应,可溶于水,故可以用向上排空气法或者排饱和食盐水法收集氯气,不能用排水法收集,A不符合题意; HCl的密度大于空气且HCl与空气不反应,极易溶于水,故只能用向上排空气法收集HCl,不能用排水法收集,B不符合题意;SO2的密度大于空气且SO2与空气不反应,易溶于水,故只能用向上排空气法收集SO2,不能用排水法收集,C不符合题意;NO能与空气中的O2反应转化为NO2,且不溶于水,故只能用排水法收集NO,不能用排空气法收集,D符合题意。 4.(2024·山东潍坊高一月考)用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)(　　) A B C D X中试剂 浓盐酸 双氧水 浓硫酸 浓氨水 Y中试剂 MnO2 MnO2 Cu NaOH 气体 Cl2 O2 SO2 NH3 答案:B 解析:浓盐酸与二氧化锰反应制氯气必须在加热条件下,且氯气可溶于水,收集氯气不能用排水法,选项A错误;双氧水分解制取氧气的装置用固-液不加热装置,收集氧气可用排水法,选项B正确;浓硫酸与铜在加热条件下反应生成二氧化硫,且SO2易溶于水,选项C错误;氨气极易溶于水,不能用排水法收集,选项D错误。 5.下列气体的制备和性质实验中,由现象得出的结论错误的是(　　) D 选项 试剂 试纸或溶液 现象 结论 A 浓盐酸、浓硫酸 湿润的pH试纸 变红 HCl为酸性气体 B 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾溶液 变蓝 Cl2具有氧化性 C 浓氨水、生石灰 湿润的红色石蕊试纸 变蓝 NH3溶于水显碱性 D 亚硫酸钠、硫酸 品红溶液 褪色 SO2具有还原性 解析:浓盐酸易挥发,浓硫酸不挥发,且浓硫酸稀释放热,可制备HCl气体,盐酸可以使pH试纸变红,故A正确;浓盐酸与二氧化锰加热可制备氯气,氯气可氧化KI生成碘,遇淀粉变蓝,故B正确;浓氨水与CaO混合可制备氨气,氨水显碱性,因此氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故C正确;亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫可使品红溶液褪色,体现其漂白性,故D错误。 6.下列各装置不能达到实验目的的是(　　)   A.装置①可用于吸收多余的HCl B.装置②可用于除去Cl2中的HCl C.装置③可用于干燥H2 D.装置④可用于排空气法收集H2、CO2、Cl2、HCl等气体 B 解析:HCl极易溶于水,可用水吸收,倒扣漏斗可防倒吸,故A不符合题意; Cl2和HCl都可以与氢氧化钠溶液反应,应该使用饱和食盐水除杂,故B符合题意;H2为中性气体,可用碱石灰干燥,故C不符合题意;H2的密度小于空气,以短进长出的方式连接,即为向下排空气法收集,CO2、Cl2、HCl的密度比空气大,以长进短出的方式连接,即为向上排空气法收集,故D不符合题意。 7.用常见反应原理制取下列气体,实验室使用的发生装置相同的一组 是(　　) A.HCl和H2 B.CO2和HCl C.HCl和O2 D.H2和CO2 D 解析:实验室制HCl:NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑,采用固-液加热反应装置;实验室制H2:Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑,采用固-液不加热反应装置;实验室制CO2:CaCO3+2HCl===CaCl2+2H2O+CO2↑,采用固-液不加热反应装置;实验室制O2:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,采用固-固加热反应装置。 8.如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用氯酸钾在二氧化锰的催化下制取干燥的氧气,则合理的装置组合为(　　)     A.①⑤⑧ B.③④⑦ C.①⑤⑥ D.③⑤⑥ C 解析:氯酸钾在二氧化锰作催化剂、加热的条件下生成氯化钾和氧气,氯酸钾和二氧化锰为粉末状,可选①作为制取装置,可选用装置④用浓硫酸进行干燥,或选用装置⑤用碱石灰进行干燥,氧气密度比空气大,采用装置⑥向上排空气法收集,不可采用装置⑧排水法收集,得不到干燥的氧气,故合理的装置组合为①⑤⑥。 9.(2024·北京海淀高一期中)关于实验装置与试剂选择,下列说法正确的是 (　　)   A.装置①可用作MnO2与浓盐酸反应制Cl2的发生装置 B.用装置②吸收尾气NH3可防倒吸 C.装置③可用于验证氨气在水中的溶解性 D.装置④可用于收集NO2气体 C 解析:MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热,A不正确;NH3极易溶于水,装置②中的煤油不能起到防止倒吸的作用,B不正确;装置③中,向烧瓶内滴入水,看到气球膨胀,则表明烧瓶内气体压强减小,从而表明NH3易溶于水,所以装置③可用于验证氨气在水中的溶解性,C正确;NO2易与水反应生成HNO3和NO,所以装置④不可用于收集NO2气体,D不正确。 10.NaClO2具有强氧化性,是较好的消毒剂,实验室可以用NaClO2与浓盐酸反应制取Cl2,制取装置如图所示,下列叙述一定正确的是(　　) A.长颈漏斗可以替换仪器a B.可用排饱和食盐水法收集Cl2 C.可通过装置乙除去HCl和H2O D.反应中NaClO2被氧化 B 解析:浓盐酸会挥发且生成的氯气会从长颈漏斗中逸出,滴加浓盐酸不能用长颈漏斗,A错误;氯气难溶于饱和食盐水,可用排饱和食盐水法收集Cl2,B正确;装置乙净化气体时应长管进气短管出气,C错误;NaClO2与浓盐酸反应制取Cl2,NaClO2中氯元素化合价从+3价降低到0价,被还原,D错误。 11.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是(　　)   A.①②③中依次盛装酸性KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液 B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度 C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热 D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 B 解析:含杂质的Zn粒与盐酸反应生成的氢气中含有H2S、O2、HCl、H2O等杂质,先用焦性没食子酸溶液吸收氧气,同时除去HCl,再用酸性高锰酸钾溶液吸收H2S,最后用浓硫酸干燥,则①②③中依次盛装焦性没食子酸溶液、酸性KMnO4溶液、浓H2SO4,A错误;结束反应时,先停止加热,继续通入氢气一段时间,再关闭活塞K,C错误;用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热,且二氧化锰是粉末状固体,故不能用装置Q制备氯气,D错误。 12.Ⅰ.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中制备NH3,回答下列问题: (1)氨气的发生装置可以选择上图中的　　　　(填字母),反应的化学方程式为　 　 。  (2)欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为发生装置→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。  Ⅱ.亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体,沸点为-5.5 ℃,其液体呈红褐色,遇水发生反应:2NOCl+H2O===2HCl+NO+NO2。某化学兴趣小组设计如图装置用Cl2和NO制备NOCl。回答下列相关问题: (3)甲装置发生反应的离子方程式为　 , 装置丙中的液体为　　。  (4)实验时,先制备Cl2,待丁中烧瓶内充满黄绿色气体时,再通入NO,这样做的目的是　 。  (5)装置丁中冰盐水的作用是 　 。  (6)经分析该套装置设计上有一处明显缺陷,改进方法是 　 (用文字描述)。  (7)吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为 　 (已知: NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)。  答案:(1)A　Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑+H2O)　(2)d c f e i　(3)MnO2+4H++2Cl-Cl2↑+ Mn2++2H2O　浓硫酸　(4)排尽装置中的空气,避免NO被氧化　(5)液化亚硝酰氯,便于收集产品 (6)在装置丁和戊之间增加一个气体干燥装置 (7)NOCl+2NaOH===NaCl+NaNO2+H2O 13.叠氮化钠(NaN3)是一种重要的化工产品,可用于合成抗生素头孢菌素药物和用作汽车安全气囊的气源。实验室可通过以下流程制备叠氮化钠并测定其纯度。请回答以下问题: Ⅰ.制备氨基钠(反应原理为2Na+2NH32NaNH2+H2)实验装置如图甲。 已知:氨基钠极易水解且易被空气中的氧气氧化。 (1)仪器a的名称为　　　　　　　　。实验开始时,应先打开分液漏斗使浓氨水滴入,目的是　 　。  (2)B装置中的药品可选用　　　　(填字母)。  A.P2O5 B.碱石灰 C.无水硫酸铜 D.无水氯化钙 Ⅱ.制备NaN3。 (3)将Ⅰ中制备的NaNH2与N2O在210~220 ℃的条件下反应生成NaN3、NaOH和氨气,化学方程式为  　。  Ⅲ.测定NaN3的纯度。 精确称量0.150 0 g NaN3样品,设计如图乙所示装置,连接好装置后使锥形瓶倾斜,使小试管中的NaN3样品与M溶液接触,测量产生的气体体积从而测定其纯度(不考虑溶剂的挥发)。 已知:2NaN3~3N2(其他产物略),反应中放出大量的热。 (4)对量气管读数时,反应前后都需要进行的操作是 　 。  (5)常温下测得产生气体的体积为54.00 mL(N2的密度为1.400 g·L-1),计算NaN3样品的纯度为 　　　　　　　　(结果保留三位有效数字)。  答案:(1)圆底烧瓶　将装置内的空气排尽,防止Na、氨基钠变质　(2)B　(3)2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3　(4)调节量气管使两侧的液面相平　(5)78.0% 解析:(2)氨气是碱性气体,不能使用酸性干燥剂,且氨气可以与无水氯化钙反应,故B装置中的药品可选用碱石灰。(4)对量气管读数时,需要调节量气管使两侧的液面相平,确保气体压强与外界大气压相等。(5)根据题意可知,生成N2的质量为1.400 g·L-1×0.054 L=0.075 6 g,根据关系式:2NaN3 ~3N2,NaN3的质量为 g=0.117 g,则NaN3样品的纯度为× 100%=78.0%。 $$