第6单元 第24讲 常见气体的制备（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版 单选）

第24讲　常见气体的制备　　　　　 【备考目标】　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。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．气体制备的基本思路 2．常见气体制备装置举例 (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)C2H4的实验室制备 3．气体制备的反应原理 气体 制备原理 H2 Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑ O2 2KClO32KCl＋3O2↑ 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2H2O22H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O Cl2 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O SO2 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O NO 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O NO2 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O CH≡CH CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑ C2H4 C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O 4.气体制备的发生装置 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。 5．气体的净化除杂方法 (1)除杂试剂选择的依据 ①易溶于水的气体杂质可用水吸收； ②酸性杂质可用碱性物质吸收； ③碱性杂质可用酸性物质吸收； ④水为杂质时，可用干燥剂吸收； ⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。 (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。 6．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 【拓展】 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．尾气处理的实验套装 (1)吸收法(如图甲、乙)：在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入溶液中，用某些试剂吸收除去，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去；对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸。 (2)点燃(如图丙)或转化法：处理某些可燃性气体，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。 (3)收集法(如图丁)：处理CH4、C2H4、H2、CO等。 一、气体制备的原理考查 1．下列制备气体的装置、实验分析及评价均正确的是(　　) 选项 实验目的 实验装置 实验分析及评价 A 制CO2 H2SO4的酸性大于H2CO3，H2CO3不稳定，易分解出CO2，可用该装置制取CO2，且可以随开随用、随关随停 B 制NO 通入N2可排出空气，防止NO与O2反应生成NO2，用该装置可制取纯净的NO C 制NH3 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3·H2O分解。可用此装置快速制备少量NH3 D 制Cl2 MnO2作氧化剂、HCl作还原剂，实验室常用该装置制备Cl2 解析：选C。稀硫酸与碳酸钙反应生成的微溶的硫酸钙附着在碳酸钙表面会阻碍反应的继续进行，所以实验室不能用稀硫酸与碳酸钙反应制备二氧化碳气体，A错误；稀硝酸与铜反应制备一氧化氮时，用氮气虽然可以除去装置中的空气，防止一氧化氮被氧化，但氮气和一氧化氮的相对分子质量相差不大，制得的一氧化氮中会混有氮气，无法制得纯净的一氧化氮，B错误。 2．根据如图所示的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 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：选A。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，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，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，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，D不符合题意。 二、气体制备过程的分解考查 3．已知O2与焦性没食子酸(含KOH)反应很快，利用下列装置不能达到实验目的的是(　　) 　 A．选择①装置制备氧气 B．选择②装置干燥和收集氧气 C．选择③装置探究焦性没食子酸(含KOH)与氧气的反应 D．选择④装置分离MnO2和K2MnO4 解析：选D。MnO2 和K2MnO4都不升华，不能用④装置分离，D不能达到实验目的。 4．碳酰氯(COCl2)俗名光气，熔点为－118 ℃，沸点为8.2 ℃，遇水迅速水解，生成氯化氢。光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成。下列说法错误的是(　　) A．装置的连接顺序应为c→b→a→f→e→b→a→d B．装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢 C．装置丁中发生反应的化学方程式为2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl D．冰水的作用是降温，防止COCl2挥发 解析：选A。装置乙制备O2，然后经装置甲干燥，在装置丁中合成COCl2，装置丁后面需连接干燥装置，防止水进入装置丁中，最后连接装置丙吸收尾气，故装置的连接顺序为c→b→a→e→f→b→a→d，A错误。 三、气体制备过程的整体考查 5．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：选D。N2的密度与空气的密度相差不大，不能用排空气法收集，D项错误。 6．在一定条件下，向Al2O3和过量C粉的混合物中通入纯净的氯气，可制得易水解的AlCl3，反应的化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO，实验装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A．装置a中反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O B．装置b、c中盛装的分别是饱和食盐水和浓硫酸 C．装置d、e之间应添加一个干燥装置 D．此实验的尾气，除氯气外都可直接排放到大气中 解析：选D。尾气除氯气外还有CO，不能直接排放，D项错误。 【真题演练·感悟高考】　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2024·河北高考)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 SO2 饱和Na2SO3溶液＋浓硫酸 B Cl2 MnO2＋浓盐酸 C NH3 固体NH4Cl＋熟石灰 D CO2 石灰石＋稀盐酸 答案：C 2．(2023·北京高考)完成下述实验，装置或试剂不正确的是(　　) A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4 C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D．除去CO2中混有的少量HCl 解析：选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。 3．(2022·北京高考)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(　　) 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：选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。 4．(2022·山东高考)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(　　) 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：选A。相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，二氧化碳与饱和碳酸钠溶液反应析出碳酸氢钠固体，二氧化碳与碳酸钙反应生成溶于水的碳酸氢钙，最终瓶内固体为碳酸氢钠，则瓶中少量固体粉末不会消失，故A符合题意；氯气可氧化氯化亚铁生成氯化铁，Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，则瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液，故B不符合题意；酸性溶液中硝酸根离子可氧化Cu，则瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液，故C不符合题意；氨气极易溶于水，AgCl可溶于氨水生成银氨溶液，则瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液，故D不符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $