12-第2章 聚焦突破3 实验室中制取气体装置的设计-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第一册教用Word(人教版)

本高中化学讲义聚焦实验室制取气体装置的设计，系统梳理从整体设计思维步骤、连接顺序到具体装置选择的知识脉络，涵盖发生装置（固固、固液、固液加热型）、净化干燥（液态/固态干燥剂）、收集（排水法、排空气法）及尾气处理装置的类型与适用条件，构建完整学习支架。 资料通过表格对比各类装置特征，渗透分类、归纳的科学思维；突破集训题（如氯气制备装置分析）强化基于实验事实的证据推理，培养科学探究与实践能力。课中辅助教师系统授课，课后通过实例辨析帮助学生查漏补缺，树立实验安全与环保的科学态度。

聚焦突破3 实验室中制取气体装置的设计 一、制取气体装置的整体设计 1.设计制取气体装置的思维步骤 2.制取气体装置的连接顺序 二、制取气体装置的选择 1.常见气体的发生装置 类型 固固气体 固液气体 固（或液）液气体 发生装置 适用气体 等 、等 等 2.常见气体的净化和干燥装置 （1）净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新杂质，操作简便，易于分离。 （2）气体干燥装置 类型 液态干燥装置 固态干燥装置 装置 适用状态 盛液体干燥剂 盛固体干燥剂 常见干燥剂 浓硫酸（酸性、强氧化性） 无水氯化钙（中性）、碱石灰（碱性） 3.常见气体的收集装置 收集方法 收集装置 选择依据 排水法 适用于难溶于水且不与水反应的气体，如、等 向上排空气法 气体不与空气中的成分反应，且密度比空气的大，如、等 向下排空气法 气体不与空气中的成分反应，且密度比空气的小，如、等 4.尾气处理装置 （1）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处理。 （2）常见装置（如图a、、） ①制取时，尾气处理可采用装置。 ②制取时，尾气处理可采用或装置。 ③制取时，尾气处理可采用或装置。 【突破集训】 1．下列制备气体的原理正确，并能用如下图所示装置（夹持仪器略）进行反应和气体收集的是（ ） A. 与浓盐酸反应制取 B. 与制取 C. 石灰石与稀硫酸反应制取 D. 与稀硫酸反应制取 【答案】B 【解析】选。与浓盐酸反应制取 需要加热，且不能用排水法收集，故 不选；与 制取，反应不需要加热，且氧气不溶于水，可以用排水法收集，故 选；石灰石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质，会覆盖在石灰石表面，阻碍石灰石和稀硫酸的进一步反应，且不能用排水法收集，故 不选；与稀硫酸不反应，不能制取，故 不选。 2．[（2025·荆州高一期末）]1774年，瑞典化学家舍勒用盐酸和软锰矿反应产生氯气。某小组受此启发，设计下列实验，其中能实现的是（ ） A.制备氯气 B.干燥氯气 C.纯化氯气 D.制备漂粉精 【答案】C 【解析】选。实验室用浓盐酸和 共热制备，错误；能与碱石灰、反应，可以用、无水 等干燥氯气，错误；澄清石灰水中 浓度很小，应用石灰乳（含大量固体氢氧化钙）吸收 制备漂粉精，错误。 3．下图所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 固体浓盐酸 B 固体固体 C 粒稀硫酸 D 固体稀盐酸 【答案】B 4．实验室利用如下图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述不正确的是（ ） A. 本实验操作顺序为组装仪器 检验装置气密性 添加固体药品 添加液体药品 加热 B. 装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和溶液、浓硫酸 C. 氯气的密度比空气大，故装置Ⅳ中短导管进气，长导管出气 D. 装置Ⅴ中反应的离子方程式为 【答案】C 【解析】选。本实验的操作顺序为组装仪器 检验装置气密性 添加固体药品 添加液体药品 加热，故 正确；和浓盐酸共热产生的氯气中含有水蒸气和氯化氢气体，分别用浓硫酸、饱和 溶液净化，先除去氯化氢气体杂质，因为除氯化氢气体的过程中会引入水蒸气，所以装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和 溶液、浓硫酸，故 正确；氯气的密度比空气大，应用向上排空气法收集，即长导管进气、短导管出气，故 错误；氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为，故 正确。 5．如下图所示，实验室欲制取纯净干燥的氯气。下列说法不正确的是（ ） A. 装置接口按气流方向的连接顺序为 B. ①中发生反应 C. ⑤利用了浓硫酸的吸水性 D. 可用澄清石灰水替代②中的溶液 【答案】D 【解析】选。高锰酸钾与浓盐酸反应制得的 中含有挥发的 和水蒸气，根据先除杂再除水的原则，用饱和食盐水除去，用浓硫酸除水；的密度比空气大，用向上排空气法收集，导管需要长进短出；有毒，需要用 进行尾气处理，故装置接口按气流方向的连接顺序为，正确。高锰酸钾与浓盐酸反应制备，同时生成氯化钾、氯化锰和水，化学方程式为，正确。用浓硫酸除水，利用了浓硫酸的吸水性，正确。澄清石灰水中 含量低，不能完全吸收氯气，可以用石灰乳，错误。 6．某化学小组同学利用一定浓度的溶液制备，该小组同学设计了如下图所示的气体发生装置（夹持装置省略）。 （1） 甲装置中主要仪器的名称为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （2） 乙装置中，用黏合剂将制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，确认气密性良好后，打开活塞，经长颈漏斗向试管中缓慢加入溶液至_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。欲使反应停止，关闭活塞即可，此时可观察到的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （3） 丙装置可用于制备较多，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，安全管中可观察到的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ ，此时可以将铂丝抽离溶液，还可以采取的安全措施是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （4） 丙装置的特点是_ _ _ _ _ _ （填字母）。 .可以控制制备反应的开始和结束 .可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应速率 .与乙装置相比，产物中的含量高、杂质种类少 【答案】（1） 分液漏斗、锥形瓶 （2） 刚好没过固体；试管内的溶液被压入长颈漏斗中，与分离 （3） 液面上升；打开弹簧夹 （4） 【解析】 （1） 根据仪器构造可知，甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶。 （2） 乙装置是启普发生器的简易装置，可以随时控制反应的发生和停止。用黏合剂将 制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，确认气密性良好后，打开活塞，经长颈漏斗向试管中缓慢加入 溶液至刚好没过 固体，此时可以产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止，关闭活塞，此时由于气体还在产生，使试管内压强增大，可观察到试管内的 溶液被压入长颈漏斗中，与 分离。 （3） 丙装置用圆底烧瓶盛装 溶液，可用于制备较多，催化剂铂丝可上下移动，可以控制反应速率。制备过程中如果体系内压强过大，溶液会被压入安全管中，可观察到安全管中液面上升，圆底烧瓶中液面下降。此时可以将铂丝抽离 溶液，使反应速率减小，还可以打开弹簧夹，使烧瓶内压强降低。 （4） 催化剂铂丝可上下移动，可以控制制备反应的开始和结束，正确；催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越大，可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应速率，正确；丙装置用圆底烧瓶盛装 溶液，与乙装置相比，可用于制备较多，但产物中的 含量和杂质种类和乙装置中没有区别，错误。 学科网（北京）股份有限公司 $