专题4 第19讲 常见气体的实验室制备、净化和收集(Word教参)-【精讲精练】2026年高考化学一轮复习（苏教版）

第19讲　常见气体的实验室制备、净化和收集 [课程标准]　1.了解常见气体的制备原理、装置及改进。2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。 考点　气体制备实验 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 制备气体：O2、NH3、CH4等。 (2)固体＋液体(或液体＋液体)气体 制备气体：Cl2、C2H4等。 (3)固体＋液体(不加热)―→气体 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．常见气体典型制备装置举例 (1)Cl2的实验室制备 (2)SO2的实验室制备 (3)NH3的实验室制备 4．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 试剂 浓H2SO4(酸性、强 氧化性) 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 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。 5．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 6.集气装置的创新——排液集气装置 (1)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。 (2)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。 7．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(见下图a、b、c) ①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。 ②制取CO时，尾气的处理可采用a、c装置。 ③制取H2时，尾气的处理可采用a、c装置。 8．防倒吸装置 肚容式 分液式 　 1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 题组1　气体的制备、净化和收集1.根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，其中能完成相应实验目的的是(　　) 选项 a中的物质 b中的物质 实验目的、试剂和操作 实验目的 c中的物质 进气方向 A 稀硝酸 Cu 收集贮存NO 水 N→M B 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2 的氧化性 品红溶液 M→N C 浓氨水 碱石灰 收集贮 存氨气 饱和NH4Cl 溶液 N→M D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2 的氧化性 Na2S溶液 M→N 解析　稀硝酸和Cu反应生成NO，NO不溶于水，不与水反应，用排水法收集NO，进气方向是N→M，故A符合题意；浓硝酸具有强氧化性，与Na2SO3反应生成硫酸盐和NO2气体，因此无法检验SO2的氧化性，故B不符合题意；由于氨气极易溶于水，因此氨气溶于饱和NH4Cl溶液，不能用排饱和NH4Cl溶液的方法来收集氨气，故C不符合题意；二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，而该实验没有加热装置，因此不能产生氯气，故D不符合题意。 答案　A 2．根据实验目的设计的如下装置的连接中，正确的是(　　) A．制备收集C2H4：连接a→c→g B．制备收集NO：连接b→c→e→d C．制备收集NH3：连接b→d→e→c D．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d 解析　制备C2H4没有控制温度的温度计，A错误；NO与O2反应，不能用排空气法收集，B错误；浓硫酸吸收多余的NH3，易发生倒吸，C错误；饱和食盐水除去HCl气体，浓硫酸吸收水蒸气，碱石灰吸收多余的Cl2，D正确。 答案　D 题组2　气体制备装置的改进与创新 3．制备适量SO2，利用如图装置设计实验比较H2SO3、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱，并探究SO2的化学性质，下列说法错误的是(　　) A．试剂Y是品红溶液，用来检验产物是SO2 B．试剂Z是NaOH溶液，用来处理尾气 C．溴水褪色，证明SO2具有还原性 D．试剂X可以是酸性高锰酸钾溶液 解析　由图可知，打开a、关闭b时，SO2与碳酸钠溶液反应生成CO2，试剂X为酸性高锰酸钾溶液，可除去过量的SO2，试剂Y为品红溶液，可检验SO2是否除尽，然后CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，可比较二者酸性强弱；关闭a、打开b时，二氧化硫与溴水发生氧化还原反应生成硫酸和HBr，反应中二氧化硫作还原剂，具有还原性，试剂Z为NaOH溶液，在反应中可用于吸收尾气，以此解答。 答案　A 4．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是(　　) 解析　A、B、C可以利用压强差控制反应；D没有隔离板，所以不能控制反应的发生与停止。 答案　D 5．Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是(　　) A．装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸 B．C中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋2NH3Ca3N2＋3H2 C．实验过程中，先启动装置A处反应，一段时间后再点燃装置C处酒精灯 D．从产品纯度考虑，装置C、D之间应该增加E装置 解析　氨气易溶于水、极易与酸反应，装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸，故A正确；C中硬质玻璃管中NH3和Ca反应生成Ca3N2和H2，故B正确；实验过程中，先启动装置A处反应，排尽装置中的空气，一段时间后再点燃装置C处酒精灯，故C正确；装置E中氯化钙带有结晶水，失去吸水作用，故D错误。 答案　D 1．(2023·全国乙卷)下列装置可以用于相应实验的是(　　) 解析　Na2CO3固体比较稳定，受热不易分解，所以不能采用加热碳酸钠的方式制备二氧化碳，A错误；乙醇和乙酸是互溶的，不能采用分液的方式分离，应采用蒸馏来分离，B错误；二氧化硫通入品红溶液中，可以验证其漂白性，不能验证酸性，C错误；测量氧气体积时，装置选择量气筒，测量时要恢复到室温，量气筒和水准管两边液面高度相等时，氧气排开水的体积与氧气的体积相等，即可用如图装置测量氧气的体积，D正确。 答案　D 2．(2022·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　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碘，则淀粉­KI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；铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫有漂白性，使品红溶液褪色，故B不符合题意；浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气，使酚酞溶液变红，故C不符合题意；乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不与溴水反应，溴水褪色则说明2­溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成了丙烯，故D不符合题意。 答案　A 3．(2022·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项选；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项不选；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项不选；AgCl在水中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，通入NH3后，Ag＋与NH3结合成[Ag(NH3)2]＋，使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不选。 答案　A 4．(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 CaCO3＋稀H2SO4 b c 答案　B 学科网（北京）股份有限公司 $$