第55讲 常见气体的制备、净化和收集-2027年高考化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“常见气体的制备、净化和收集”专题，依据高考评价体系明确制备原理、装置选择、净化干燥、收集及尾气处理等核心考查要求，通过三年高考分析指出综合实验串联（占比60%）及绿色安全导向（占比30%）的高频考点，归纳装置作用分析、试剂选择等常考题型。 课件亮点在于“真题集训+装置逻辑建模”策略，如以2024河北卷NH₃制备装置题为例，运用科学思维中的证据推理法，解析固固加热装置选择错误原因，结合科学探究与实践素养构建“发生→除杂→收集→尾气”连接模型。含2023-2025年多省市真题及易错点警示，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准突破实验难点，提升复习效率。

第55讲　常见气体的制备、净化和收集 课标 指引 1.掌握常见气体的制备、净化、收集及尾气处理的方法。从而提高保护环境的意识。 2.能对整套气体制备及性质实验装置进行分析,合理选择试剂、仪器,并能处理相关问题。 三年 高考 命题 分析 1.命题特点 基础性:重点考查常见气体发生、净化(除杂)、收集和尾气处理等基础知识,融合考查干燥剂的选择、防倒吸装置等。 综合性:常将制备、除杂、干燥、收集、尾气处理等环节串联,判断整套装置中各仪器的作用等。 情境化:引入实验室安全(如防爆装置)、环保要求(尾气吸收)或工业应用,迁移实验装置的创新使用等。 2.命题趋势 (1)综合实验考查增多:命题更倾向结合制备、净化、收集于一体,侧重装置连接顺序与试剂选择的逻辑分析。 (2)绿色化学与安全导向:重视尾气处理、防倒吸等安全操作,并常涉及环保型试剂或节能装置的应用。 考点一 气体的制备、净化、收集及尾气处理 必备知识•梳理 1.常见气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件选择发生装置 (1)固体+固体 气体 发生装置如图1,制备气体:______、______等。  (2)固体(液体)+液体 气体 发生装置如图2,制备气体:__________等。  (3)固体+液体→气体 发生装置如图3,制备气体:选择合适的试剂能制取中学化学中常见的气体,如NH3(__________、__________)、O2(MnO2、__________)、Cl2(KMnO4、__________)、SO2(__________、较浓硫酸)等。  O2 NH3 Cl2 生石灰 浓氨水 H2O2溶液 浓盐酸 Na2SO3 2.常见气体的除杂装置 (1)判断气体中的杂质时,要考虑反应介质、反应物的性质(如挥发性)、生成物的成分、是否发生副反应等。 (2)选择干燥剂时,要从酸碱性角度考虑,还要考虑干燥剂的特殊性质,如浓硫酸具有强氧化性,不能干燥还原性气体(如H2S等),无水氯化钙不能干燥NH3等。 3.常见气体的收集 4.尾气处理装置 (1)实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用__________装置。  (2)制取CO时,尾气处理可采用__________装置。  (3)实验室制取NH3时,尾气的处理可采用__________装置。  b a、c d 考题链接 (2023·江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是(　　) C 关键能力•提升 命题角度1　常见气体的制备和收集 1.(2024·河北卷)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 C 解析:题中所示的气体发生装置可用于固液加热型反应,也可用于固液不加热型反应;右侧为气体收集装置,长进短出为向上排空气法,短进长出为向下排空气法,装满水后短进长出为排水法集气。饱和Na2SO3溶液与浓硫酸反应可以制SO2,使用固液不加热制气装置,SO2的密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A不符合题意;MnO2和浓盐酸在加热时反应可以制Cl2,使用固液加热制气装置,Cl2的密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,B不符合题意;固体NH4Cl与熟石灰加热可以制NH3,需要使用固固加热制气装置,图中装置不合理,不能完成相应气体的发生和收集实验,C符合题意;石灰石(主要成分为CaCO3)与稀盐酸反应可以制CO2,使用固液不加热制气装置,CO2的密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,D不符合题意。 2.(2024·重庆卷)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A.若制取NH3,则a为浓氨水,b可为氧化钙 B.若制取Cl2,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl C.若制取Cl2,则丙可作气体收集装置 D.若制取NH3,则丁可盛水用作尾气处理装置 D 解析:氧化钙和水反应放出大量热,促使氨水中一水合氨分解释放出氨气,A正确;饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl,B正确;氯气密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作氯气收集装置,C正确;氨气极易溶于水,容易倒吸,丁没有防倒吸装置,D错误。 命题角度2　常见气体的净化和尾气处理 3.下列实验装置能达到实验目的的是(　　) A 解析:将浓氨水滴入CaO中,CaO与水反应放热,使氨的溶解度降低,从而制得NH3,氨的密度比空气小,可用向下排空气法收集,在试管口塞一团棉花,以防止氨与空气发生对流,尽快地收集到纯净的NH3,A正确;H2S具有较强的还原性,能被浓硫酸氧化,不能用浓硫酸干燥H2S,B不正确;Cl2难溶于饱和食盐水,HCl易溶于饱和食盐水,使用洗气法除去Cl2中混有的HCl时,导管应左长右短,C不正确;NO2的密度比空气大,使用排空气法收集时,集气瓶内的导管应左长右短,D不正确。 考点二　常见气体的典型制备装置及仪器的连接 必备知识•梳理 1.气体制备实验的基本思路 2.实验室制备Cl2 3.实验室制备SO2及性质检验 4.实验室制备NH3及性质检验 关键能力•提升 命题角度1　常见气体的制备装置综合分析 1.(2025·四川卷)下列实验装置使用正确的是(　　)         A.实验室制取氨气 B.实验室制取氯气 C.实验室制备乙酸乙酯 D.实验室制备溴乙烷 C 解析:氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气的密度小于空气,利用向下排空气法收集,图中收集装置不合理,A错误;实验室制取氯气,尾气应该选取氢氧化钠溶液吸收,B错误;酯化反应装置中,吸收乙酸乙酯的导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下,以免发生倒吸,C正确;实验室制备溴乙烷,冷凝管的进水方向错误,应该是下进上出,D错误。 命题角度2　气体制备中仪器的连接及应用 2.(2025·重庆七校联盟联考)下列根据实验目的设计的装置连接中,正确的是(　　) A.制备收集NH3:连接a→d→e→g B.制备收集Cl2:连接a→f→c→e→d C.制备收集SO2:连接b→c→g D.制备收集H2S:连接b→c→e→d B 解析:实验室制备NH3,可用浓氨水和CaO固体反应,NH3·H2O+CaO══ Ca(OH)2+NH3↑,可选择b装置,制得的氨气中含有水蒸气,可用碱石灰干燥,选择d装置,氨气的密度比空气小,需用向下排空气法收集,所以需短管进、长管出,可选择e装置,但由于NH3极易溶于水,因此处理NH3需要防倒吸,综合可知,连接b→d→e可制备收集氨气,A错误。实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气,所以用a装置制备氯气;生成的氯气中含有氯化氢,可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl;HCl是酸性气体,所以可以用浓硫酸干燥;HCl的密度大于空气,应该用向上排空气法收集,用碱性物质处理尾气,所以连接顺序是a→f→c→e→d,B正确。实验室制备SO2,利用亚硫酸钠固体和70%浓硫酸反应,方程式为Na2SO3+H2SO4(浓) ══Na2SO4+SO2↑+ H2O,反应无需加热,选择b装置,SO2和水反应生成亚硫酸,所以SO2不能用排 水法收集,所以g装置不合适,C错误。实验室制备H2S,利用硫化亚铁(FeS)固体和稀盐酸反应,化学方程式为FeS+2HCl══FeCl2+H2S↑,制取H2S的反应物为固体和液体且反应不需要加热,可选择b装置,但硫化氢具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,两者发生氧化还原反应,所以c装置不合适,D错误。 命题角度3　气体制备装置的改进与创新 3.(2025·甘肃酒泉检测)某化学小组欲通过测定混合气体中O2的含量来计算2 g已变质的Na2O2样品中Na2CO3的含量。实验装置如图(Q为弹性良好的气囊)。 已知:①过氧化钠与硫酸反应的总化学方程式为2Na2O2+2H2SO4══2Na2SO4+2H2O+O2↑ ②忽略气体在Ⅱ和Ⅳ中的溶解。 下列说法正确的是(　　) A.b的作用是为了除去气体中的CO2,故b中应装有无水CaCl2 B.测定气体总体积必须关闭K2,打开K1、K3 C.量筒Ⅰ用于测量气体CO2的体积,量筒Ⅱ用于测量气体氧气的体积 D.若量筒Ⅱ收集的气体折算为标准状况下是224 mL,则2 g已变质的样品中Na2O2的质量为1.56 g D 解析:加入稀硫酸后Q中发生反应产生O2和CO2,球形干燥管b中应装有碱石灰,用于除去气体中的CO2,A错误;反应产生的O2和CO2使气囊变大,将Ⅲ中的气体排出,水进入量筒Ⅰ中,所以量筒Ⅰ中水的体积即为产生O2和CO2的总体积,所以滴加稀硫酸前必须关闭K1、K2,打开K3,B错误;量筒Ⅰ中水的体积即为产生O2和CO2的总体积,量筒Ⅱ收集的是O2的体积,C错误;若Ⅱ中收集的气体经过换算后为0.01 mol,故已变质的样品中Na2O2的质量为0.02 mol×78 g·mol-1=1.56 g,D正确。 能力提升 题组1　前沿模拟演练 1.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)实验室制取乙炔并验证其性质的实验装置如图(部分夹持装置已略去)。下列说法错误的是(　　) A.用CuSO4溶液洗气,防止干扰乙炔检验 B.可以用启普发生器制取乙炔 C.用饱和食盐水替代水的目的是减缓反应速率 D.酸性KMnO4溶液褪色说明乙炔可以被氧化 B 解析:饱和食盐水与电石反应生成的乙炔中通常含有硫化氢等杂质气体,硫化氢等杂质气体也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,用CuSO4溶液除去H2S等杂质气体,防止干扰乙炔检验,A正确;电石中CaC2与水反应非常剧烈,产生大量热量,且乙炔易燃易爆,启普发生器不适合用于剧烈反应,B错误;电石与水反应非常剧烈,所以用饱和食盐水代替水,逐滴加入饱和食盐水以控制反应物水的用量,从而减缓反应速率,C正确;硫酸铜溶液用于除去乙炔中混有的硫化氢等杂质,防止干扰乙炔检验,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,酸性KMnO4溶液褪色说明乙炔可以被氧化,D正确。 2.(2025·山东泰安模拟)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 浓硝酸分解生成NO2 淀粉KI溶液变蓝 B C与浓硫酸生成CO2 澄清石灰水变浑浊 C MnO2与浓盐酸生成Cl2 AgNO3溶液出现白色沉淀 D CH3CHBrCH3与NaOH的乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色 D 解析:浓硝酸具有挥发性,加热时挥发出的HNO3也能使淀粉KI溶液变蓝,A错误;浓硫酸在加热的条件下与C反应生成SO2和CO2,SO2也能与澄清的石灰水反应出现浑浊现象,B错误;浓盐酸与MnO2在加热条件下反应生成Cl2,同时挥发出的HCl也能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀,C错误;2-溴丙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热反应生成丙烯,丙烯能与溴发生加成反应使溶液褪色,挥发出的乙醇不能与溴水反应,所以溴水能检验丙烯的生成,D正确。 题组2　高考真题集训 3.(2025·河北卷)如图所示装置(加热、除杂和尾气处理装置任选)不能完成相应气体的制备和检验的是(　　) A.电石与饱和NaCl溶液 B.Na2SO3固体与70%的浓硫酸 C.大理石与稀盐酸 D.Al2S3固体与水 C 解析:CaC2与饱和NaCl溶液用于制备C2H2,除杂后C2H2能使酸性KMnO4溶液褪色,A项不符合题意;Na2SO3与70%浓硫酸反应生成SO2,除杂后SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,B项不符合题意;CaCO3与稀盐酸反应生成CO2,除杂后CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色,C项符合题意;Al2S3固体水解产生H2S,除杂后H2S能使酸性KMnO4溶液褪色,D项不符合题意。 4.(2022·山东卷)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(　　) 选项 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 A 解析:通入CO2气体依次发生反应:CO2+Na2CO3+H2O══2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2══Ca(HCO3)2,由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有白色晶体NaHCO3析出,不会得到澄清溶液,A项符合题意;通入Cl2发生反应:Cl2+2FeCl2══2FeCl3、2FeCl3+Fe══3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B项不符合题意;通入HCl,N在酸性条件下会表现强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2N══3Cu2++2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液,C项不符合题意;AgCl在水中存在溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合生成[Ag(NH3)2]+,促使溶解平衡正向移动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D项不符合题意。 $