专题讲座二 常见气体的实验室制备净化和收集-【勤径学升】2026年高考化学一轮总复习配套课件

化　学 第四章　非金属及其重要 化合物 专题讲座二　常见气体的实验室制备净化和收集 ➢ 对应学生用书P87 1.气体制备实验的基本思路 2.常见气体的发生装置 制备原理的特点 发生装置 制备气体 固体＋固体气体 ⁠ O2、NH3、CH4等　 固体＋液体（或液体＋液体）气体 ⁠ Cl2、 C2H4等 固体＋液体（不加热）→气体 ⁠ H2、CO2等 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先除易除去的杂质气体；⑤先除杂后干燥。 （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 ⁠ ⁠ ⁠ 常见干燥或除杂试剂 浓H2SO4（具有酸性和强氧化性） 无水氯化钙（呈中性）、碱石灰（呈碱性） Cu、CuO、Mg等 例如，当CO2中混有O2杂质时，应选用上述装置中的装置Ⅳ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 ⁠ 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 排空 气法 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.集气装置的创新——排液集气装置 装置Ⅰ：从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。 ①饱和食盐水——收集Cl2。 ②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。 ③饱和NaHS溶液——收集H2S。 ④四氯化碳——收集HCl或NH3。 装置Ⅱ：储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在A瓶中收集到气体。 6.尾气处理的原因、方法及装置 （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：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收、可燃性气体用点燃等措施。 （3）尾气处理装置 ①实验室制取Cl2时，尾气处理可采用b装置。 ②实验室制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。 ③实验室制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。 ⁠⁠ 5.（2022·高考北京卷）利用如图所示装置（夹持装置略）进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是 （　　） 选项 a中反应 b中检测试剂及现象 A 浓HNO3分解生成NO2 淀粉－KI溶液变蓝 B Cu与浓H2SO4生成SO2 品红溶液褪色 C 浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液变红 D CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色 解析　A.浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘，则淀粉碘化钾溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮，故A符合题意；B.铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，则品红溶液褪色能说明铜与浓硝酸共热反应生成二氧化硫，故B不符合题意；C.浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气，则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气，故C不符合题意；D.乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不能与溴水反应，则2－溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体，则溴水褪色能说明2－溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯，故D不符合题意。故选A。 答案　A 7.（2023·晋中市高三一模）某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是 （　　） A.装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O B.加热片刻后需要将酒精灯移开，说明该反应是放热反应 C.装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气 D.在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法 解析　根据题中已知的反应物和生成物，结合原子守恒和得失电子守恒，可知装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，A项正确；因移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应自身放热，B项正确；根据化学方程式可知产物有水蒸气，且反应物为溶液状态，先用装置Ⅱ将绝大多数水蒸气冷凝后再用装置Ⅲ进行干燥，故装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气，C项正确；N2的密度与空气密度相差太小，不适用排空气法收集，D项错误。故选D。 答案　D 8.已知：MnO2＋2NaBr＋2H2SO4MnSO4＋Na2SO4＋Br2↑＋2H2O，实验室利用如图所示的装置制备溴苯（部分夹持及加热装置已略去）。下列说法正确的是 （　　） A.可用乙醇作洗涤剂除去溴苯中溶解的少量Br2 B.装置乙中进行水浴加热的目的是防止溴蒸气冷凝 C.装置丙中的铁丝主要用于搅拌，使反应物充分混合 D.装置丁中有淡黄色沉淀产生，证明苯与溴发生了取代反应 解析　装置甲则为题设条件的发生装置，装置乙的浓硫酸用来吸收溴中的水，水浴加热为防止溴蒸气冷凝，装置丙为制取溴苯的发生装置，装置丁用来吸收制取溴苯后挥发出来的溴化氢。除去溴苯中的溴应用氢氧化钠溶液，A错误；溴蒸气容易液化，所以需要通过水浴加热来防止冷凝，B正确；装置丙为制取溴苯的发生装置，其中铁丝作该反应的催化剂，C错误；溴蒸气进入装置丁后，会与AgNO3反应产生AgBr淡黄色沉淀，D错误。故选B。 答案　B 1.(2022·高考山东卷)某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是(　　) 选项 气体 液体 固体粉末 A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3 B Cl2 FeCl2溶液 Fe C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu D NH3 H2O AgCl 解析　通入CO2气体依次发生反应：CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3、CaCO3＋H2O＋CO2 ===Ca(HCO3)2，由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A项不符合要求；通入Cl2，发生反应：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2，最终Fe消失得到澄清溶液，B项符合要求；通入HCl，NO在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，最终Cu消失得到澄清溶液，C项符合要求；AgCl在水中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，通入NH3后，Ag＋与NH3结合生成[Ag(NH3)2]＋，促使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项符合要求。故选A。 答案　A 2．(2025·黑龙江省哈尔滨三中高三期末)下列气体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 Cl2 MnO2＋浓盐酸 饱和食盐水 B NH3 固体NaOH＋浓氨水 水 C SO2 固体Na2SO3＋浓硫酸 饱和NaHSO3溶液 D NO2 Cu＋HNO3(浓) 水 解析　A．MnO2和浓盐酸反应制备氯气，需要加热条件，此装置无加热仪器，A错误；B.固体NaOH＋浓氨水可以制得氨气，但氨气极易溶于水，不能用排水法收集，B错误；C.固体Na2SO3＋浓硫酸反应生成二氧化硫气体，可以用排饱和NaHSO3溶液收集气体，C正确；D.Cu＋HNO3(浓)反应可以制得二氧化氮气体，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，故不能用排水法收集气体，D错误。故选C。 答案　C 3.(2023·山东济宁一模)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均合理的是(　　) 选项 气体 试剂 制备装置 收集方法 A CO2 块状石灰石＋稀H2SO4 c d B Cl2 MnO2＋浓盐酸 a f C O2 KClO3＋MnO2 b f D NH3 NH4NO3＋Ca(OH)2 b e 解析　石灰石与稀H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，所以应用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，A错误；Cl2易溶于水，不能用排水法收集，B错误；KClO3在MnO2催化下加热分解生成O2，O2不易溶于水，可选择排水法收集，C正确；NH4NO3受热分解易爆炸，不能用来制取氨气，应用NH4Cl，D错误。故选C。 答案　C 4．(2024·黑龙江省大庆第一中学高三上学期期中考试)用下列仪器或装置进行实验，能达到相应实验目的的是(　　) A.除去SO2中的HCl气体 B.收集NO2气体 C.配制1.0 mol·L－1NaOH溶液 D.吸收尾气中的NH3 解析　A．二氧化硫、氯化氢均与饱和亚硫酸钠反应，会将二氧化硫除去，不能除杂，应该用饱和亚硫酸氢钠溶液，A不符合题意；B.二氧化氮的密度比空气密度大，NaOH可吸收过量气体，可选图中向上排空气法收集，B符合题意；C.不能在容量瓶中溶解固体，应在烧杯中溶解、冷却后，转移到容量瓶中定容，C不符合题意；D.氨气极易溶于水，应该有防倒吸装置，D不符合题意。故选B。 答案　B 6．(2024·山东省高三联考)利用下列试剂和如图所示装置制备气体并除去其中的非水杂质，能达到目的的是(必要时可加热，加热及夹持装置已略去)(　　) 选项 气体 试剂Ⅰ 试剂Ⅱ 试剂Ⅲ A Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 B CO2 稀盐酸 CaCO3 饱和NaHCO3溶液 C SO2 浓硝酸 Na2SO3(s) 饱和NaHSO3溶液 D C2H4 浓硫酸 C2H5OH(l) 酸性KMnO4溶液 解析　实验室中制备的Cl2中含有HCl，除去Cl2中的HCl应该用饱和食盐水，而不是NaOH溶液，A不合题意；实验室用稀盐酸和CaCO3制备的CO2中含有少量的杂质HCl，可用饱和NaHCO3溶液来除去，B符合题意；浓硝酸具有强氧化性，能将Na2SO3氧化为Na2SO4，故不能用浓硝酸和Na2SO3来制备SO2，C不合题意；乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故不能用酸性高锰酸钾溶液来除杂，D不合题意。 答案　B $$