第3章 微专题(八) 常见气体的实验室制备方法 （Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

本讲义聚焦高中化学常见气体制备核心知识点，系统梳理制备原理、发生装置、净化、干燥、收集及尾气处理方法，通过表格呈现试剂、反应原理与装置选择，结合实验题及解题思路构建完整学习支架。 该资料以实验探究为主线，对比不同气体制备装置（如O₂用KMnO₄的①装置与H₂O₂的②装置）培养科学思维，实验题解析强化科学探究与实践能力，体现化学观念中性质决定制备方法。课中辅助教师实验教学，课后解题思路助学生查漏补缺。

　 [学科素养]　通过常见气体的制备原理、除杂方法、干燥方法及收集方法的选择，形成学生的实验探究与创新意识的核心素养。 1．制备原理及发生装置 制取物质 试剂 反应原理(化学方程式) 发生装置 氧气 KMnO4 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ ① H2O2、MnO2 2H2O22H2O＋O2↑ ② 二氧化碳 CaCO3、稀盐酸 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O ②或③或④ 氢气 Zn、稀盐酸 (稀硫酸) Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ ②或③或④ 氯气 MnO2、浓盐酸 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ ⑤或⑥ 二氧 化硫 Na2SO3、浓H2SO4 (70%) Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ ② 氨气 NH4Cl、Ca(OH)2 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ① 2.气体的净化 能溶解杂质气体或能与杂质气体发生反应的物质，都可作为除杂吸收剂，如：杂质气体易溶于水的可用水来吸收，酸性气体杂质可用碱性物质吸收，碱性气体杂质可用酸性物质吸收，水为杂质时可用干燥剂吸收。 3．气体的干燥 液态干燥剂 固态干燥剂 装置 常见的干燥剂 浓硫酸(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性) 可干燥的气体 H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2等 H2、O2、Cl2、SO2、N2、CO、CO2、CH4等 H2、O2、N2、CH4、NH3等 不可干燥的气体 NH3、HBr、HI等还原性气体 NH3等 Cl2、SO2、CO2、NO2等 4.气体的收集 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 难溶或微溶于水、不与水反应的气体 O2、H2、N2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO等 排空气法 向上排 空气法 不与空气中的成分反应，密度比空气大的气体 Cl2、SO2、NO2、CO2等 向下排 空气法 不与空气中的成分反应，密度比空气小的气体 H2、NH3等 5.尾气的处理 (1)液体吸收法：制备气体时，有时需要将有毒的尾气用液体吸收以防污染空气，此时要防止倒吸。常见的吸收装置有(其中装置②③④⑤可防倒吸)： (2)燃烧法：对于一些易燃性气体，为了防止逸散到空气中引起失火事故，常常将其点燃用燃烧法除去。 1．下列实验目的可以用如图所示装置达到的是(　　) A．以MnO2、浓盐酸为原料，制备、干燥、收集Cl2 B．以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料，制备、干燥、收集SO2 C．以浓氨水、生石灰为原料，制备、干燥、收集NH3 D．以Cu、稀硝酸为原料，制备、干燥、收集NO 解析　MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置图中缺少加热装置，故A错误；Na2SO3与70%的浓硫酸反应产生SO2，通过浓硫酸进行干燥，因为SO2的密度大于空气，因此向上排空气法收集，SO2有毒，必须尾气处理，故B正确；NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸进行干燥，因为NH3的密度小于空气，因此用向下排空气法收集，故C错误；NO能与空气中氧气反应，因此用排水法收集，故D错误。 答案　B 2．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如图，下列说法正确的是(　　) A．装置A气密性的检查方法：直接向长颈漏斗中加水，当漏斗中液面高于试管中液面，说明气密性良好 B．装置A也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2 C．为达到实验目的需在装置B中盛放无水CaCl2 D．装置C加热前，用试管在干燥管管口处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度 解析　由实验装置可知，A装置中锌与稀盐酸反应制备氢气，盐酸易挥发，制得的氢气中混有氯化氢和水蒸气，B装置中应盛放碱石灰除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气；C装置中过氧化钠用于验证过氧化钠在加热条件下是否与氢气反应；D装置中盛有的无水硫酸铜用于检验过氧化钠与氢气共热反应后是否有水生成。检验A装置气密性可通过液差法检验，具体操作为先关闭活塞K1，然后直接向长颈漏斗中加水至漏斗中液面高于试管中液面，静置一段时间后，长颈漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好，故A错误；Cu与浓硫酸反应制取SO2需要加热，故B错误；由分析可知，B装置中应盛放碱石灰除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气，故C错误；氢气属于可燃气体，反应前先验纯，用试管在干燥管管口处收集气体点燃，若发出尖锐的爆鸣声，则说明该气体不纯，故D正确。 答案　D 3．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)，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 浓氨水 碱石灰 收集氨气 饱和NH4Cl溶液 N→M B 稀硝酸 Cu 收集NO 水 N→M C 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2的漂白性 品红溶液 M→N D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2的氧化性 Na2S溶液 M→N 解析　氨气能够溶于饱和NH4Cl溶液，所以不能用排饱和NH4Cl溶液收集氨气，故A错误；Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、水和NO，NO难溶于水，可用排水法收集，图示药品、装置均合理，故B正确；浓硝酸将Na2SO3氧化成Na2SO4，不会生成SO2，无法用品红溶液检验SO2的漂白性，故C错误；MnO2与浓盐酸反应生成氯气需要加热，缺少加热装置，无法制取氯气，故D错误。 答案　B 4．(双选)用如图所示装置(夹持装置已省略)进行下列实验，能得出相应实验结论的是(　　) 选项 ① ② ③ 实验结论 A 浓盐酸 高锰酸钾 碘化钾­淀粉溶液 氯气具有氧化性 B 浓硫酸 蔗糖 溴水 浓硫酸具有脱水性、氧化性 C 稀硫酸 Na2CO3 CaCl2溶液 CO2可与氯化钙反应 D 浓硫酸 铜片 酸性高锰酸钾溶液 SO2具有还原性 解析　浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气：2KMnO4＋16HCl===5Cl2↑＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O，氯气氧化性强于碘单质，生成的氯气与碘化钾反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝，A正确；浓硫酸可将蔗糖中氢氧以水的比例脱去，使蔗糖碳化；浓硫酸也具有强氧化性，与碳发生氧化还原反应：2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O。生成的SO2具有还原性，与试管中溴水发生反应使其褪色，反应式为：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，B正确；稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，但二氧化碳不与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，C装置无现象，C错误；浓硫酸与铜加热才能反应生成二氧化硫气体，D装置没有加热，无法验证二氧化硫的还原性，D错误。 答案　AB 5．二氧化硫在我们的生活中有利有弊。二氧化硫在食品添加剂中可作为“漂白剂、抗氧化剂、防腐剂”来使用。二氧化硫也是造成大气污染的有害气体之一，某小组同学在实验室中用浓硫酸与亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并对二氧化硫的性质进行探究。已知：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O 回答下列问题： (1)装置A应选择下列________装置(填序号)，装置③中a的仪器名称是________。 (2)装置B中发生反应的离子方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)装置C中现象是________________；该反应中氧化产物与还原产物的质量比为________。 (4)装置E的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)该小组同学观察到装置D中溶液由棕黄色变成浅绿色，认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，生成了SO。向D试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO。该做法是否合理，理由是__________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。 解析　根据装置图可判断A装置制备二氧化硫，B装置检验二氧化硫的还原性，C装置检验其氧化性，D装置检验其还原性，E装置验证其漂白性，据此解答。 (3)二氧化硫能把硫化氢氧化为单质硫，则装置C中现象是无色溶液中出现黄色浑浊；方程式为SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，还原剂是硫化氢，氧化剂是二氧化硫，单质硫既是氧化产物也是还原产物，因此该反应中氧化产物与还原产物的质量比为2∶1。 (4)装置E的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，由于二氧化硫的漂白性不稳定，所以实验操作及现象为品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复红色。 (5)由于HNO3具有氧化性，可以将SO2氧化成H2SO4，干扰实验，所以方案不合理。 答案　(1)③　锥形瓶 (2)5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋ (3)无色溶液中出现黄色浑浊　2∶1 (4)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 (5)不合理，HNO3可以将SO2氧化成H2SO4，干扰实验 气体制备实验的解题思路 学科网（北京）股份有限公司 $