第19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，依据高考评价体系梳理了发生装置选择、收集方法确定、除杂试剂选用、尾气处理设计四大核心考点，通过近三年高考真题统计明确“气体发生装置辨析”“除杂试剂选择”等高频考点占比超60%，归纳出选择判断、实验综合等常考题型。 课件亮点在于“真题精讲+方法提炼+素养培养”，整合2023-2025年浙江、北京等多卷真题，如以Cl₂制备为例提炼“装置-净化-收集-处理”四步解题法，通过饱和NaHCO₃除CO₂中HCl等易错点分析，培养学生科学思维与科学探究素养，助力学生掌握答题技巧，教师可据此实现精准复习。

第19讲　常见气体的制备、净化和收集 考点一　常见气体的实验室制备及分析 四个高考关键点 关键点1常见气体制备的发生装置 1.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。 A.(2025·浙江6月选考卷)实验室 快速制备氨气(如图1) B.(2025·黑吉辽蒙卷)制备少量 NO避免其被氧化(如图2) C.(2024·甘肃卷)使用电石和饱 和食盐水制备C2H2(如图3) [命题点❶❷❸] D.(2023·浙江6月选考卷)图4装置可用于制取并收集氨气 E.(2023·北京卷)实验室制Cl2(如图5) F.(2023·全国乙卷)实验室制备CO2(如图6) 答案 ABCE　 解析 NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,两者能重新化合生成NH4Cl,不能制备氨气,D项错误。Na2CO3很稳定,受热不易分解,不能制备CO2,F项错误。 关键点2常见气体的收集方法与装置 2.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　。 A.(2025·河南卷)收集二氧化碳气体(如图1) B.(2023·北京卷)实验室收集C2H4(如图2) C.(2022·海南卷)排空气法收集CO2(如图3) [命题点❹❺] BC 解析 收集二氧化碳可用向上排空气法,不能用瓶塞塞紧集气瓶,空气排不出去,A项错误。 3.(2023·天津卷)实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是(　　) [命题点❹❺❻] A.Fe与稀硝酸反应制NO B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2 C.NaOH与浓氨水制备NH3 D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2 D 解析 NO与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,A项错误。二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2,反应需要加热,缺少加热装置,B项错误。氨气的密度比空气小,需要用向下排空气法收集NH3,C项错误。Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2,SO2密度比空气大,用向上排空气法收集SO2,D项正确。 关键点3常见气体的除杂方法与装置 4.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　。 A.(2023·北京卷)除去CO2中混有的少量HCl(如图1) B.(2022·河北卷)除去Cl2中的HCl并干燥(如图2) [命题点❼❽] B 解析 除去CO2中混有的少量HCl,不能用Na2CO3溶液,要用饱和NaHCO3溶液作为除杂试剂,A项错误。 5.(2023·海南卷)下列气体除杂(括号里为杂质)操作所选用的试剂合理的 是(　　)[命题点❽] A.CO2(HCl):饱和Na2CO3溶液 B.NH3(H2O):碱石灰 C.C2H2(H2S):酸性KMnO4溶液 D.C2H4(SO2):P4O10 B 解析 二氧化碳、氯化氢均会和碳酸钠溶液反应,A项错误。氨气和碱石灰不反应,水和碱石灰反应,B项正确。酸性高锰酸钾会将乙炔氧化为CO2,C项错误。P4O10、二氧化硫均为酸性氧化物,二者不反应,不能用P4O10除去二氧化硫,D项错误。 关键点4常见气体的尾气处理及装置 6.(2025·广东广州二模改编)下列实验能够达到相应目的的是(　　)[命题点❾⑩] C 解析 CO难溶于水,不能用水处理CO尾气,A项错误。氯气的密度大于空气,应采用向上排空气法收集Cl2,将Cl2从长导管通入集气瓶中,B项错误。NH3极易溶于水,倒扣漏斗插入水中,不能防止倒吸,D项错误。 7.(2025·广东深圳中学模拟)下列有关氯气制备的实验装置不正确的是(　) [命题点❾⑩] A 解析 制氯气用浓盐酸与MnO2共热反应,不能用稀盐酸,A项错误。Cl2中有HCl,先通过饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸干燥,B项正确。氯气密度大于空气,收集氯气用向上排空气法,C项正确。亚硫酸钠具有还原性,可以与Cl2发生反应,吸收Cl2,D项正确。 回归基础·考教衔接 1.三类重要的气体发生装置 依据反应物的状态和反应条件,选择气体的发生装置 (1)固体+固体 气体[❶] 发生装置   制备气体 O2(KClO3+MnO2)、NH3[NH4Cl+Ca(OH)2]等 (2)液体+固体(或液体) 气体[❷] 发生装置   制备气体 若用高锰酸钾,不需要加热  Cl2(MnO2+浓盐酸)、C2H4(乙醇+浓硫酸)等 (3)固体+液体(不加热)→气体[❸] 发生 装置   制备 气体 H2(锌+稀硫酸)、CO2(CaCO3+稀盐酸)、C2H2(电石+饱和食盐水) 不能用启普发生器 2.常见气体的收集方法 依据气体的密度、气体在水中的溶解性,以及是否与水反应,选择收集装置 (1)排水法[❹] 气体类型 难溶于水或微溶于水,且不与水反应的气体 收集装置   收集气体 O2、H2、NO、CO、C2H4等 (2)向上排空气法[❺] 气体类型 密度大于空气且不与空气中的成分反应 收集装置   收集气体 Cl2、SO2、NO2、CO2等 (3)向下排空气法[❻] 气体类型 密度小于空气且不与空气中的成分反应 收集装置   收集气体 H2、NH3等 3.常用气体干燥净化装置[❼] ①液体干燥剂 装置图示   干燥剂 浓硫酸(酸性、强氧化性),不能干燥碱性、还原性气体 ②固体干燥剂 装置图示   干燥剂 无水氯化钙(中性),不能干燥NH3;碱石灰(碱性),不能干燥酸性气体;P2O5(酸性),不能干燥碱性气体NH3 4.常见气体的化学除杂方法[❽] 5.常见气体的尾气处理方法[❾] (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。 (2)尾气处理装置 6.常见防倒吸装置 [⑩] 肚容式 分液式     命题角度 1 常见气体的制备及检验 [例1](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 电石与饱和NaCl溶液反应制备C2H2,C2H2中含有不饱和键,可使酸性KMnO4溶液褪色,A项正确。Na2SO3固体与70%的浓硫酸反应制备SO2,SO2可使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确。大理石与稀盐酸反应制备CO2,CO2不可使酸性KMnO4溶液褪色,不能完成相应气体的检验,C项错误。Al2S3固体遇水水解生成Al(OH)3和H2S,H2S可使酸性KMnO4溶液褪色,D项正确。 命题角度 2 常见气体的制备、收集和尾气处理 [例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NH3·H2O分解释放出氨气,A项正确。饱和食盐水能抑制氯气溶解且能吸收HCl,制取Cl2,乙可盛饱和食盐水以除去HCl,B项正确。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项正确。氨气极易溶于水,容易倒吸,没有防倒吸装置,D项错误。 能力要语 实验室制备气体的基本思路 能力要语 气体制备装置的创新设计 (1)“固体+液体→气体”装置的创新设计 (2)“固(液)+液 气体”装置的创新设计 考点二　高中教材重要气体的制备装置 两个高考关键点 关键点1常见无机气体的制备 1.(高考题组编)下列说法正确的是　　　　　(填字母)。 [命题点❷❸] A.(2025·北京卷)制备并检验SO2(如图1):为防止有害气体逸出,先放置浸NaOH溶液的棉团,再加热 B.(2025·北京卷)实验室制取O2(如图2):实验结束时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯 图1 图2 C.(2024·浙江6月选考卷)制取并收集氨气(如图3) 图3 解析 NH3的密度比空气小,应用向下排空气法进行收集,C项错误。 答案 B　 关键点2常见有机气体的制备 2.下列说法正确的是　　　　　(填字母)。 [命题点❹❺] A.(2025·浙江6月选考卷)检验乙醇脱水生成乙烯(如图1) B.(2025·安徽合肥六校联考)制取乙炔并检验其性质(如图2) B 解析 乙醇具有较强挥发性,将产生气体直接通入KMnO4溶液,不能检验生成的乙烯,要先通过盛有水的洗气瓶除去乙醇,再通入KMnO4溶液检验乙烯,A项错误。 回归基础·考教衔接 1.实验室制备氯气[❶] 2.实验室制备氨气[❷] 3.实验室制备二氧化硫[❸] 4.实验室制备乙烯[❹] 5.实验室制备乙炔[❺] 命题角度 1 常见气体的制备整套装置及分析 能力 高分练 课中 关键能力·可视思维 [例1](2025·黑龙江牡丹江二模)实验室采用下表中试剂和装置制备并收集气体,正确的是(不考虑尾气处理)(　　) 选项 试剂a 试剂b 气体 装置 A 浓氨水 CaO固体 NH3   B 稀硫酸 锌粒 H2 C 稀硝酸 铜片 NO D 70%硫酸 Na2SO3固体 SO2 B 解析 浓氨水与生石灰反应可制备NH3,无水CaCl2能吸收NH3,不能用无水CaCl2干燥NH3,A项错误。锌与稀硫酸反应制取氢气,可以使用无水氯化钙干燥,采用向下排空气法收集,B项正确。铜片与稀硝酸反应可制备NO,NO能用无水CaCl2干燥,但NO不能用排空气法收集,C项错误。Na2SO3与70%硫酸溶液反应可制备SO2,SO2可以用氯化钙干燥,但不能采用向下排空气法收集,D项错误。 命题角度 2 常见气体的制备及综合实验探究 [例2](2025·云南卷)某化学兴趣小组设计如下实验装置,通过测定反应前后质量的变化,验证NaNO3固体在酒精灯加热条件下,受热分解的气态产物。 实验步骤:先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气;关闭Ⅰ左侧阀门,点燃酒精灯;一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,熄灭酒精灯甲;再次缓慢通入Ar气…… 下列说法错误的是(　　) A.实验步骤中,点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙 B.整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全 C.实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有O2 D.NaNO3应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放 A 解析 一段时间后,Ⅱ中灼热的铜网变黑,说明NaNO3分解产生了O2,为确保能准确测定产生的氧气的质量,应先点燃乙处酒精灯,再点燃丙处酒精灯,最后点燃甲处酒精灯,A项错误。Ⅱ、Ⅲ中Cu均能和氧气反应生成黑色的CuO,整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的O2在Ⅱ中反应完全,B项正确。Ⅱ中的Cu只能吸收O2,实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有O2,C项正确。由该实验可知NaNO3受热易分解产生助燃性气体O2,故NaNO3应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放,D项正确。 能力要语 1.教材中重要气体的制备原理 气体 制备原理 H2 Zn+H2SO4══ZnSO4+H2↑ CO2 CaCO3+2HCl══CaCl2+CO2↑+H2O Cl2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O NH3 Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O NO 3Cu+8HNO3(稀) ══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O NO2 Cu+4HNO3(浓) ══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O C2H4 CH3CH2OH CH2═CH2↑+H2O C2H2 CaC2+2H2O══Ca(OH)2+C2H2↑ 2.化学方法除杂的依据和原则 (1)除杂试剂选择的依据 主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。 (2)除杂“四项原则” ①不损失主体气体;②不引入新的杂质气体;③在密闭装置内进行;④先除易除的杂质气体。 命题点 1 基于教材的常见气体制备及分析 1.(仿真预测题)在实验室采用如图装置制备和收集气体,并进行尾气处理(加热装置省略),其中不合理的是(　　) 选项 化学试剂 制备气体 A 70%的浓硫酸+Na2SO3 SO2 B MnO2+HCl(浓) Cl2 C HNO3(浓)+Cu NO2 D FeS+HNO3(稀) H2S D 解析 70%的浓硫酸与Na2SO3发生反应生成SO2气体,SO2的密度比空气大,且SO2为酸性氧化物,能被NaOH溶液吸收,A项正确。MnO2与HCl(浓)在加热条件下反应可制得Cl2,Cl2的密度比空气大,可用向上排空气法收集,Cl2为酸性气体,能被NaOH溶液吸收,B项正确。HNO3(浓)与Cu反应生成NO2气体,NO2密度比空气大,且不与O2反应,可采用向上排空气法收集,NO2能被NaOH溶液吸收,C项正确。稀硝酸具有强氧化性,能将H2S氧化,所以FeS与HNO3(稀)混合发生反应,不能制得H2S气体,D项错误。 命题点 2 基于常见气体制备的综合实验探究 2.(跨模块融通)钼(Mo)的重要用途之一是作为铁合金的添加剂,用CO还原MoO3制备单质Mo的装置如图所示(尾气处理装置已省略)。下列说法正确的是(　　) A.装置①用于制备CO2,其中稀盐酸可用稀硫酸替代 B.装置②中盛有饱和碳酸钠溶液,以除去CO2中的HCl气体 C.在装置④中生成了钼单质 D.装置⑥中的现象不能达到检验MoO3是否被CO还原的目的 D 解析 装置①用于制备CO2,发生的反应为CaCO3+2HCl ══ CaCl2+H2O+CO2↑,硫酸与碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙,覆盖在石灰石表面,阻止反应进一步发生,A项错误。装置②中如盛有饱和碳酸钠溶液,则发生两个反应:Na2CO3+2HCl ══ 2NaCl+H2O+CO2↑和CO2+H2O+Na2CO3 ══ 2NaHCO3,虽除去杂质氯化氢,但同时消耗二氧化碳,可以选用饱和碳酸氢钠溶液,B项错误。装置④中碳与CO2反应生成CO,为装置⑤提供还原剂,装置⑤中生成了钼单质,C项错误。因CO2在装置④中没有被完全还原,也会进入装置⑥中,故该装置中石灰水变浑浊,不能直接得出MoO3被CO还原的结论,D项正确。 A.一氧化碳的尾气处理 B.收集氯气并进行尾气处理 C.处理尾气Cl2 D.NH3的尾气处理 A.制备氯气 B.净化氯气 C.收集氯气 D.尾气处理 $