1.导学案10.微专题(一) 常见气体的制备-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

微专题(一)　常见气体的制备 学习任务一:常见气体的制备 核心要点·归纳 1.常见的气体发生装置 2.常见的除杂装置——用于除去气体中的杂质气体 3.常见的气体收集装置 4.常见的尾气处理装置 (1)点燃法:如CO、H2、CH4等易燃气体,可用此法。 (2)吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱溶液吸收。 (3)转化法:采用一定的方法,使有毒气体转化为无毒气体后再排放,如NO、NO2若能转化为N2,即可排放。 学力诊断·测评 1.实验室制备下列气体时,所用方法正确的是 (　　) A.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C.制一氧化碳时,用向上排空气法收集气体 D.制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气 【解析】选A。用过氧化钠和过氧化氢制备氧气时,均可采用固液不加热的制气体装置,A项正确;氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,盐酸与碳酸氢钠溶液反应生成CO2,B项错误;一氧化碳密度与空气密度接近,不能用排空气法收集,C项错误;不能用水吸收制取二氧化氮的尾气,因为二氧化氮与水生成硝酸和一氧化氮,一氧化氮不溶于水造成污染,D项错误。 2.在实验室采用如图所示装置制备气体,合理的是 (　　) 选项 化学试剂 制备气体 A Ca(OH)2+NH4Cl NH3 B MnO2+HCl(浓) Cl2 C MnO2+KClO3 O2 D NaCl+H2SO4(浓) HCl 【解析】选C。氨气的密度比空气小,不能用向上排空气法收集,故A错误;二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,不能选用固固加热装置,故B错误;二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热反应,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,故C正确;氯化钠与浓硫酸共热制备HCl为固液加热反应,不能选用固固加热装置,故D错误。 3.氯气是一种重要的化工原料,在生产和生活中应用十分广泛。已知:2KMnO4+16HCl(浓)=== 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气,实验装置如图所示。 (1)请为该实验选择合适的发生装置B (填“A”或“B”)。  (2)要得到纯净、干燥的氯气,在发生装置和集气瓶之间还需要放置如图中的D。  (3)当集气瓶中收集满氯气时,可以观察到气体呈黄绿色。烧杯中所盛液体为NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯气。  【解析】(1)由题知,该反应制取气体的类型为固体+液体→气体;反应不需加热,故应选择装置B。(2)氯气中可能混有HCl、H2O(g),HCl用饱和NaCl溶液除去,H2O(g)用浓硫酸除去,要得到纯净、干燥的氯气,应先除去HCl,再除去H2O(g)。(3)氯气的颜色为黄绿色,烧杯中所盛液体为NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯气。 [方法导引]气体制备实验的基本思路 【补偿训练】用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略) (　　) 选项 A B C D X 浓盐酸 稀盐酸 双氧水 浓氨水 Y KMnO4 CaCO3 MnO2 NaOH 气体 Cl2 CO2 O2 NH3 【解析】选C。浓盐酸和KMnO4固体混合有氯气生成,但氯气溶于水,且与水发生反应,则不能用排水法收集,故A不符合题意;稀盐酸和CaCO3反应生成二氧化碳,但二氧化碳溶于水,且与水发生反应,则不能用排水法收集,故B不符合题意;双氧水在二氧化锰催化作用下分解制氧气,制取装置不需要加热,收集氧气可以用排水法,故C符合题意;氨气极易溶于水,不能用排水法收集,故D不符合题意。 学习任务二:综合探究气体的制备与性质 核心要点·归纳 1.气体制备与性质实验中的防倒吸装置 肚容式 分液式 2.气体的净化方法 (1)易溶于水的气体杂质可用水吸收; (2)酸性气体杂质可用碱性物质吸收; (3)碱性气体杂质可用酸性物质吸收; (4)能与杂质气体发生反应生成沉淀或可溶性物质的物质,也可作为吸收剂; (5)水蒸气为杂质气体时,可用干燥剂吸收。 3.解答气体制备与性质探究题的流程 (1)第一步明确实验干什么:审题干及设问,明确实验目的。 (2)第二步分析题干信息有什么:审题干明确用到的气体的特性及其他有效信息。 (3)第三步思考实验原理是什么:根据目的、题干信息及已有知识,设想探究、验证气体性质的实验原理。 (4)第四步思考题干设问的目的是什么:细审试题设问,斟酌命题意图,确定答题方向。 (5)第五步规范解答:结合第三步、第四步,用学科语言、化学用语有针对性地回答问题。 学力诊断·测评 实验室用浓盐酸和MnO2制Cl2,并以干燥的Cl2为原料进行实验,已知FeCl3易潮解,Fe与H2O(g)在高温下反应生成H2。装置如图所示: (1)装置B、C中应盛放的试剂名称分别为饱和食盐水、 浓硫酸;从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管,将对实验产生的不良后果是 未经除去的氯化氢和水蒸气随Cl2进入D中和铁反应生成H2,H2和Cl2混合会发生爆炸。  (2)实验时,先点燃A处的酒精灯,让Cl2充满装置,再点燃D处酒精灯,写出D中反应的化学方程式: 2Fe+3Cl22FeCl3。  (3)F装置所起的作用是吸收多余的Cl2,防止污染环境,防止空气中的水蒸气进入E中。  【解析】(1)浓盐酸具有挥发性,Cl2中含有HCl、H2O(g),依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去HCl、H2O(g),得到干燥的Cl2。HCl、H2O(g)都能与铁反应生成H2,H2和Cl2混合在加热时会发生爆炸。(2)铁粉与Cl2在加热条件下反应生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。(3)Cl2有毒,污染环境,所以不能直接排放到空气中,所以可用碱石灰处理尾气,空气中有水蒸气,碱石灰还能吸收水蒸气,防止空气中的水蒸气进入E中,所以可作干燥剂。 【补偿训练】1.实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是 (　　) A.以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2 B.以石灰石、盐酸为原料,制备CO2 C.以氯化铵和熟石灰两种固体为原料,加热制备NH3 D.以锌粒、稀盐酸为原料,制备H2 【解析】选B。以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2需要加热,题图中缺少加热装置,A错误;以石灰石、盐酸为原料,制备CO2为固液不加热制备气体,CO2密度比空气大,采用向上排空气法收集,B正确;以氯化铵和熟石灰两种固体为原料,加热制备NH3,题图中发生装置不符合,缺少加热装置,且氨气和浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,C错误;以锌粒、稀盐酸为原料,制备H2,H2密度比空气小,应该采用向下排空气法收集H2,D错误。 2.图Ⅰ是实验室中常用于制备和干燥气体的装置: (1)甲同学用图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2气体。[已知:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O] ①B中反应的离子方程式为Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O;  ②收集NO2气体的方法为向上排空气法。  (2)乙同学用图Ⅰ装置制取NH3和O2的混合气体,用图Ⅱ装置验证氨的某些性质:往A中加入浓氨水,B中加入Na2O2固体,C中加入碱石灰,D内放置催化剂,按气流方向a→b→c→h连接各仪器。 ①实验中观察到D内有红棕色气体出现,证明氨气具有还原性(填“氧化性”或“还原性”)。  ②D中反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2===2NO2。  ③为防止NO2污染环境,E装置中装的试剂可以是NaOH溶液。  【解析】(1)NO2气体能与水反应,密度比空气大,故只能用向上排空气法收集NO2。(2)浓氨水与Na2O2固体相遇时,首先发生反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,由于反应放热和生成了NaOH,促进了氨气的逸出,可制得氨气和氧气;氨气在催化作用下被氧化为NO,继而被氧化为NO2,表现了氨气的还原性;可用NaOH溶液吸收多余的NO2气体。 学情检测·素养达标 1.下列气体既能用碱石灰干燥,又能用浓硫酸干燥的是 (　　) A.NH3　　B.SO2　　C.O2　　D.HCl 【解析】选C。氨气为碱性气体,不能用浓硫酸干燥,故A错误; 二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱石灰反应,不能使用碱石灰干燥,故B错误;氧气为中性气体,既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥,故C正确;HCl是酸性气体,不能用碱石灰干燥,故D错误。 2.在实验室中用如图所示装置制备某种气体,对于反应物质和除杂试剂选择不合理的是 (　　) 选项 甲中溶液 乙中药品 丙中物质 A 浓盐酸 高锰酸钾 饱和食盐水 B 稀硫酸 锌粒 浓硫酸 C 双氧水 二氧化锰 浓硫酸 D 稀盐酸 大理石 氢氧化钠 [解题思维]解答本题的思维流程如下: 提取关键点 ①制备某种气体;②反应物质;③除杂试剂 转化知识点 ①制备某种气体需思考常见气体制备 ②反应物质体现气体制备反应原理 ③除杂试剂需要考虑杂质气体和制备气体性质 排除障碍点 不清楚反应物的性质,如盐酸是挥发性酸则杂质气体中存在HCl,硫酸是非挥发性酸 【解析】选D。浓盐酸与高锰酸钾反应,制得混有HCl的氯气,可以通过饱和食盐水除杂,A正确;锌粒与稀硫酸反应,制得混有水蒸气的氢气,通过浓硫酸干燥,B正确;双氧水在二氧化锰催化下可制氧气,能用浓硫酸干燥,C正确;大理石与稀盐酸反应生成的CO2中混有HCl,氢氧化钠与CO2和HCl均发生反应,D错误。 [延伸思考]若在装置图中加入收集装置,则四种气体分别采用什么方法收集? 提示:H2可采用向下排空气法、排水法;Cl2可采用排饱和食盐水法、向上排空气法;CO2可采用排饱和碳酸氢钠溶液法、向上排空气法;O2可采用排水法、向上排空气法。 　 - 10 - 学科网（北京）股份有限公司 $