2.课时跟踪检测练 11.第五章 微专题突破(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）

本高中化学讲义聚焦常见气体的制备这一核心知识点，系统梳理气体制备原理、收集方法（如NO用排水法、NO₂用向上排空气法）、干燥（Cl₂用浓硫酸、NH₃用碱石灰）及尾气处理（Cl₂用NaOH溶液吸收），脉络从基础气体制备到综合探究再到迁移创新，构建递进式学习支架。 该资料通过分层题组设计，结合装置分析（如Cl₂收集装置错误判断）培养科学思维，实验探究（NH₃喷泉实验、Cl₂性质验证）强化科学探究与实践能力，延伸思考和补偿训练助力学生查漏补缺，课中辅助教师教学，课后帮助学生巩固，体现严谨的科学态度与责任。

微专题突破(一)　常见气体的制备 (40分钟　60分) 题组过关·夯基础 题组一:常见气体的制备 1.(2分)实验室收集NO、NO2两种气体,下列收集方法正确的是(　　) A.均可用排水法 B.均可用向上排空气法 C.NO用向上排空气法,NO2用排水法 D.NO用排水法,NO2用向上排空气法 【解析】选D。NO2气体能与水反应产生硝酸和NO,不能用排水法收集,A错误;NO与O2反应产生NO2,所以NO不能用排空气法收集,B错误;NO与O2反应产生NO2,NO2气体能与水反应产生硝酸和NO,所以NO不能用向上排空气法,NO2不能用排水法收集,C错误;NO难溶于水,因此可以用排水法收集,NO2与空气不反应,密度比空气大,所以可用向上排空气法收集,D正确。 2.(2分)用下列装置收集Cl2并进行尾气吸收,其中最合理的是(　　) 【解析】选C。由于>ρ空气,故采用向上排空气法收集Cl2,即气体在试管中“长进短出”,排除A、B两项;用NaOH溶液吸收Cl2,为防止倒吸应使用倒扣漏斗,排除D项。 [延伸思考] 如图所示装置能用于干燥氯气吗? 提示:氯气能与碱石灰反应,不能用碱石灰干燥氯气,应选用浓硫酸或五氧化二磷。 3.(2分)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是(　　) A.图1:喷泉实验　 B.图2:干燥NH3 C.图3:收集NH3 D.图4:制备NH3 【解析】选B。NH3极易溶于水,挤压胶头滴管后水进入圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期目的;P2O5为酸性氧化物,其吸收NH3中的水反应生成酸,NH3为碱性气体,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B难以达到预期目的;NH3的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期目的;CaO与浓氨水混合后,与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备NH3,故D可以达到预期目的。 4.(4分)(双选)制备下列气体时所用药品、反应条件及干燥方法均正确的是(　　) 选项 气体 药品和反 应条件 干燥方法 A Cl2 MnO2和稀盐酸,加热 依次通过装有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶 B H2 Zn和稀硫酸,常温 通过装有浓硫酸的洗气瓶 C NH3 NH4Cl和熟石灰,加热 通过装有碱石灰的干燥管 D SO2 铝和浓硫酸,常温 通过装有P2O5的干燥管 【解析】选B、C。A.MnO2和浓盐酸在加热条件下反应才能生成Cl2,A错误;B.稀硫酸具有氧化性,Zn和稀硫酸反应生成氢气,通过装有浓硫酸的洗气瓶干燥H2,B正确;C.NH4Cl和熟石灰在加热条件下反应生成NH3,通过装有碱石灰的干燥管干燥NH3,C正确;D.铝和浓硫酸在常温下会钝化,不能生成SO2,D错误。 【补偿训练】制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4,下列有关制备ClO2的实验原理和装置不能达到实验目的的是(　　) A.用装置甲获取SO2 B.用装置乙制备ClO2 C.用装置丙吸收ClO2 D.用装置丁处理尾气 【解析】选B。实验室常用Na2SO3粉末和70%硫酸反应制备SO2,A正确;反应时应是长管通入SO2,短管出气,B错误;ClO2极易溶于水,不与水反应,装置丙可吸收ClO2,C正确;ClO2、SO2能与碱反应,可防止污染空气,D正确。 题组二:气体制备与性质的综合探究 5.(4分)如图所示是制取、净化并测量生成气体体积的装置示意图。 利用上述装置进行下表所列实验,能达到实验目的的是(　　) 选项 a(液体) b(固体) c(液体) A 稀盐酸 锌粒 浓硫酸 B 浓氨水 生石灰 浓硫酸 C 浓硫酸 铜片 NaOH溶液 D 稀硝酸 铜片 H2O 【解析】选A。A、B、C、D项中产生的气体依次分别为H2、NH3、SO2、NO;B项NH3不能用浓硫酸干燥;C项浓硫酸与Cu反应需要加热,且SO2与NaOH反应;D项中产生的NO与O2反应,测得V(NO)不准确。 [方法规律] 气体的制备实验或有气体参与的实验,实验的第一步为检验装置的气密性;先加固体药品,再加液体药品,然后加热进行实验;待装置中产生待制备的气体后收集气体,若该气体有毒,能够污染空气,最后应有尾气处理装置。 6.(2分)已知KMnO4与浓盐酸在常温下能反应产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并与金属反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是(　　) A.①处和②处　　　　 B.只有②处 C.只有②处和③处 D.②处、③处和④处 【解析】选D。①KMnO4与浓盐酸在常温下反应产生Cl2,①正确;②浓盐酸易挥发,生成的氯气中混有HCl和水蒸气,应通入盛有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl,Cl2会与NaOH溶液反应,故不能选择氢氧化钠溶液,②错误;③用浓硫酸干燥氯气,导管应长进短出,③错误;④氯气与金属在试管中反应,若用单孔塞,容易造成试管内压强过大,且导管应伸到试管底部,④错误。 7.(4分)某实验小组利用如图装置制取并探究Cl2的性质。下列说法正确的是(　　) A.b处湿润的红布条褪色,说明Cl2具有漂白性 B.c处的紫色石蕊试液变红,说明Cl2中混有HCl气体 C.d处浓NaOH溶液的作用是除去Cl2和HCl气体 D.用50 mL 12 mol·L-1的盐酸与足量MnO2反应,产生0.15 mol Cl2 【解析】选C。a制取氯气,b检验氯气的漂白性,c检验氯水的酸性和强氧化性,d除去Cl2和HCl气体。氯气本身不具有漂白性,与水反应生成的HClO具有漂白性,A错误;c处的紫色石蕊试液变红,可能是因为Cl2和水反应生成了HCl,B错误;d处浓NaOH溶液和氯气、HCl反应,转化为盐,可以除去Cl2和HCl气体,C正确;浓盐酸变稀后,反应停止,用50 mL 12 mol·L-1的盐酸与足量MnO2反应,产生氯气的物质的量小于0.15 mol,D错误。 8.(4分)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象能证明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NH4Cl溶液分解生成NH3 淀粉-KI溶液变蓝 B Cu与浓硫酸反应生成SO2 紫色石蕊先变红后褪色 C 浓氢氧化钠与NH4Cl溶液生成NH3 有气泡产生 D MnO2与浓盐酸反应生成Cl2 品红溶液褪色 【解析】选D。A.浓NH4Cl溶液不能分解,A不符合题意;B.Cu与浓硫酸反应生成SO2,SO2是酸性氧化物且具有漂白性,但不能使酸碱指示剂褪色,B不符合题意;C.浓氢氧化钠与NH4Cl溶液生成NH3,有气泡产生,但不能证明该气体是NH3,C不符合题意;D.MnO2与浓盐酸反应生成的Cl2中混有HCl气体,HCl具有酸性,但没有漂白性,Cl2通入品红溶液中生成HClO,HClO具有漂白性可以使品红溶液褪色,D符合题意。 综合应用·拓思维 9.(4分)下列不能达到实验目的的是(　　) A.利用a装置可以除去HCl气体中的水蒸气 B.利用b装置探究氯水的漂白性和Cl2的氧化性 C.利用c装置收集NH3并进行尾气吸收 D.利用d装置制备并收集NH3 【解析】选D。HCl是酸性气体,浓硫酸具有吸水性,可用浓硫酸除去HCl气体中的水蒸气,A正确;将氯气通入品红溶液中褪色,可证明氯水有漂白性,通入硫化氢和氯气发生氧化还原反应有固体生成,可证明Cl2的氧化性,B正确;氨的密度比空气小,可用向下排空气法收集,氨极易溶于水,可用倒扣的漏斗来防倒吸,进行尾气处理,C正确;应利用向下排空气法收集NH3,则小试管中的导管应伸到试管底部,D错误。 【补偿训练】下列叙述错误的是 (　　) A.利用图Ⅰ装置可制取NH3 B.将干燥的红色石蕊试纸接近图中a处,可观察到试纸变蓝 C.图Ⅱ收集完NH3后,取下试管,在导管口b处堵上浸有稀硫酸的棉花可防止NH3污染空气 D.进行图Ⅲ所示实验时,可观察到液体迅速充满试管并变为红色,说明NH3极易溶于水,其水溶液显碱性 【解析】选B。利用氯化铵与氢氧化钙反应制备氨气,反应为固体与固体在加热条件下制备气体,可以利用题图Ⅰ装置制备,故A正确;氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝,故B错误;稀硫酸可以吸收氨气生成硫酸铵,防止氨气污染空气,故C正确;氨气溶于滴有酚酞的水中,可观察到液体迅速充满试管并变为红色,说明氨气极易溶于水,其水溶液显碱性,故D正确。 10.(4分)选用如图所示仪器中的两种或几种(内含物质)组装成实验装置,以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2,下列说法正确的是(　　) A.按气流从左向右流动,连接装置的正确顺序是afedcb B.丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中生成CO2 C.丙中品红溶液褪色,乙中溶液变浑浊,不能说明甲中生成CO2 D.丁和丙中溶液都褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中有CO2生成 【解析】选C。检验木炭与浓硫酸反应的生成物中含有CO2,需排除SO2的干扰,再将气体通入澄清石灰水中。洗气装置中导管应长进短出,A错误;用酸性KMnO4溶液除去SO2后还应再通入品红溶液,检验SO2是否已被除尽,否则结论不可靠,C正确,B、D均错误。 [方法规律]气体检验实验方案评价的一般思路 (1)检验试剂选择及用量是否正确,对检验试剂的要求是: ①检验试剂不能对气体的检验有干扰,既不能与被检验的气体反应,也不能生成被检验的气体。 ②现象要明显。 (2)实验操作是否简单可行。 (3)操作顺序是否正确,注意排除干扰因素 11.(14分)氨是化肥工业和基础有机化工的主要原料,合成氨工业是较为基础的无机化工生产过程,从氨可加工成硝酸,现代化学工业中,常将硝酸生产归属于合成氨工业的范畴。某化学兴趣小组在实验室制备氨气和硝酸。请回答下列问题: (1)在实验室制备气体实验中,装置A除了可以用于制备NH3,还可用于制备的常见气体是氧气(填气体名称),仪器B的名称是球形干燥管。 (4分) 【解析】(1)装置A为加热固体制备气体的装置,该装置还可以制备氧气,氧气可以通过加热KClO3和MnO2的混合固体来制备,可使用装置A;仪器B的名称为球形干燥管。 (2)选择装置A制备NH3反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。(2分)  【解析】(2)加热NH4Cl和Ca(OH)2混合固体可制备NH3,化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。 (3)欲收集一瓶干燥的NH3,选择图中的部分装置,其连接顺序为a→b→c→g→f→i (3分)。  【解析】(3)该实验方法制备的NH3中含有H2O,需要干燥,利用碱石灰干燥氨气,NH3的密度小于空气,利用装置D收集NH3时,从g进入,NH3极易溶于水,尾气处理时需要防倒吸,选择装置F,因此其连接顺序为a→b→c→g→f→i。 (4)工业上将含氯化氢的氯化铵母液与氨气进行中和反应,生成氯化铵饱和溶液,经冷却至30~45 ℃,析出氯化铵晶体,再经过滤、洗涤、干燥一系列操作制得氯化铵成品,分离所得的氯化铵母液进入吸收塔循环使用,检验母液中存在N的方法是取少量待测液,向其中加入足量氢氧化钠溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。(3分)  【解析】(4)从氯化铵饱和溶液中冷却析出氯化铵晶体后,需要过滤、洗涤、干燥才能得到氯化铵成品;检验母液中的N,可让N转化为NH3,通过检验NH3来检验N,实验操作为取少量待测液,向其中加入足量氢氧化钠溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 (5)氨的催化氧化法是工业制取硝酸的一种方法,具体的化学反应是先将氨气在催化剂的作用下与空气中的氧气反应: 4NH3+5O24NO+6H2O (写化学方程式),再经过一系列的反应,最终产生硝酸。(2分) 【解析】(5)NH3和O2在催化剂及加热的条件下反应生成NO和H2O,化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O 迁移创新·提素能 12.(14分)Cl2O是一种高效安全灭菌消毒剂,实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取,反应装置如图所示(夹持装置已略)。 已知:Cl2O熔点为-120.6 ℃,沸点为2.2 ℃,浓度过高或加热时易发生分解并爆炸。Cl2沸点为-34.6 ℃,液氨沸点为-33.5 ℃。 (1)仪器a是分液漏斗。(1分)  (2)写出装置A中发生反应的离子方程式: MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2分)  (3)B中试剂是饱和食盐水,目的是除去HCl (填化学式)。(3分)  (4)Cl2O的收集装置是装置D (填标号),气体a的主要成分是N2和Cl2 (填化学式)。(3分)  (5)该实验中,N2的主要作用是将装置A产生的氯气赶入装置C中反应。(2分)  (6)该实验装置存在一处明显的不足,其改进措施为在装置D末端连接盛放NaOH溶液的尾气吸收装置。(3分)  【解析】A中二氧化锰和浓盐酸共热反应生成氯气、氯化锰和水,浓盐酸易挥发,则生成的氯气中会混有氯化氢,用B装置中的饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3反应生成Cl2O,根据得失电子守恒,还应该有氯化钠生成,D中用液氨冷却收集Cl2O。(1)仪器a是分液漏斗;(2)装置A中二氧化锰和浓盐酸共热反应生成氯气、氯化锰和水,其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;(3)据分析可知,B中试剂是饱和食盐水,目的是除去HCl;(4)据分析可知,Cl2O的收集装置是装置D,气体a的主要成分是N2和未反应完的Cl2; (5)该实验中,N2的主要作用是将装置A产生的氯气赶入装置C中反应;(6)氯气有毒,该装置没有尾气吸收装置,为防止氯气污染空气,在装置D末端连接盛放NaOH溶液的尾气吸收装置。 [延伸思考] 装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3反应生成NaHCO3、气体Cl2O和另一种盐X,试写出该反应化学方程式:________________。  提示:2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O↑。装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3反应生成NaHCO3、气体Cl2O和另一种盐X,根据得失电子守恒可知,生成盐X是氯化钠,所以该反应化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+ 2NaCl+Cl2O↑。 - 12 - 学科网（北京）股份有限公司 $