第22讲 常见气体的实验室制备-【创新大课堂】2027年高三化学一轮总复习

第五章非金属及其化合物 N国GNO&NO:NO ①电极a表面生成NO3的电极反应式： 第I步反应的化学方程式为 ②研究发现：N2转化可能的途径为N2→NO (3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮 LNO5。电极a表面还发生H,0O2. 源直接制备HNO3,其原理示意图如图。 m的存在，有利于途径ⅱ，原因是 餐翻 N2 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结 电源 构解释原因 电极a 质 电极b N, H 方法三为N2的直接利用提供了一种新的思路。 换 H,O 膜 温馨提示 请做课时分层检测（二十一） 电解质溶液 第22讲 常见气体的实验室制备 复习目标] 1.了解常见气体的制备原理、装置及改进。2.能根据气体的性质及制备原理设计实验 流程。 整合·必备知识 Cl2(KMnO4、 )、SO2( 浓硫 >》 酸)等。 1.常见气体的发生装置 2.气体净化（干燥）装置 (1)设计原则 根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除 杂试剂及除杂装置。 (2)除杂装置基本类型 图1 图2 图3 (1)固体+固体△气体 装置 示意 发生装置如图1，制备气体： 图 另 ①洗气 ②固体除杂 ③固体除杂 ④冷凝除杂 等。 (2)固体（液体）十液体△气体 杂质气体 发生装置如图2，制备气体： 被冷却后 CH2=CH2等。 试剂与杂质气体反应，与主要气体 适用 变为液体， 不反应：装置③用固体吸收还原性 (3)固体十液体（不加热）→气体 范围 主要气体 或氧化性杂质气体 发生装置如图3，制备气体：选择合适的试剂和 不变为 装置能制取中学化学中常见的气体，如NH3 液体 )、O2(MnO2 93 精品教辅·智慧人生 高三总复习·化学 3.气体收集装置 选项 气体 试剂 制备装置 收集方法 收集气体的 可收集的 收集方法 收集装置 NH NH CI 类型 气体（举例） a MnO2+ B Cl2 难溶于水或微 浓盐酸 O2、H2、NO 排水法 溶于水且不与 CO等 水反应 Cu+ S02 浓硫酸 密度大于空气 向上排 C2、SO2、 Cu+ D NO2 且不与空气中 b 空气法 NO2、CO2 浓硝酸 的成分反应 空 2.(2025·河北衡水三模)根据指定试剂和选择的 法 装置能完成相关实验的是 密度小于空气 向下排 且不与空气中 H2、NH3 空气法 的成分反应 4.尾气处理装置 A.选择装置I,除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸 B.选择装置Ⅱ，用二氧化锰和浓盐酸制备氯气 C.选择装置Ⅲ，用溴水证明电石与水反应生成 a用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体，如 乙炔气体 用NaOH溶液吸收Cl2、CO2等。 D.选择装置V,用NH4C1和Ca(OH)2,制 b用于收集少量气体。 c、d用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如 备NHg HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。 3.(2026·广东肇庆二模)下列实验装置能达到实 e用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、 验目的的是 ( CO等 NH,CI固体 NHz 提升·关键能力 >> 无水CaCl2 1.（2026·廊坊模拟)实验室制备下列气体，所选 A.制备NH B.干燥NH 试剂、制备装置及收集方法均正确的是( ) NH NH3→ B.收集NH D.吸收NH尾气 精品教辅·智慧人生 94 第五章非金属及其化合物 ◆感悟·高考真题。 1.(2025·河北卷)如图所示装置（加热、除杂和尾：3.(2023·北京卷）完成下述实验，装置或试剂不 气处理装置任选)不能完成相应气体的制备和 正确的是 检验的是 NH MnO 酚酞 饱和 溶液 酸性KMnO,溶液 Na,CO溶液 D A.电石与饱和NaCl溶液 A.实验室制Cl2 B.Na2SO3固体与70%的浓H2SO4 B.实验室收集C2H4 C.大理石与稀HC1 C.验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D.Al2S3固体与水 D.除去CO2中混有的少量HCI 2.(2024·河北卷)图示装置不能完成相应气体的 4.(2023·天津卷)实验室制备和收集相应气体可 发生和收集实验的是（加热、除杂和尾气处理装 使用下图装置的是 () 置任选) 尾气处理 空气 A.Fe与稀硝酸反应制NO 选项 气体 试剂 B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2 A SO, 饱和Na2SO3溶液十浓硫酸 C.NaOH与浓氨水制备NH3 Cl2 MnO2十浓盐酸 D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2 NH3 固体NH,C+熟石灰 温馨提示 请做课时分层检测（二十二） D CO2 石灰石十稀盐酸 95 。 精品教辅·智慧人生Na2S()1和KNO,均无现象，无法区分，A错误：AgN()3溶液与{可使酸性KMO1溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，B不符 Na2SO1生成微溶Ag2SO1,与(NH)2CO3生成Ag2CO3沉淀，与 合题意；大理石与稀HCI反应制备CO2,C()2不可使酸性KMnO, A1Cl生成AgC1沉淀，KNO3无反应，但三种沉淀均为白色，无法明： 溶液褪色，不能完成相应气体的检验，检验通常用澄清的石灰水，C 确区分，B错误；H2SO,溶液仅与(NH1)2CO,反应产生CO2气体， 符合题意：A12S固体遇水水解生成A1(OH)3和H2S,H2S可使酸 其余三者无现象，无法区分Na2S)1,AlCl3,KN)3,C错误；Ba(OH)2 性KM()1溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，D不符合题 溶液与Na2SO,生成BaSO,白色沉淀（不溶解）；与(NH,)2CO3生： 意；故远C。] 成BaCO。沉淀并释放NH2气体；与A1CIg先生成A1(OH)3沉淀，！2.C[利用固体NH1Cl和熟石灰混合加热制取氨气，需要使用固固 过量时溶解：KN()3无现象，四种现象均不同，可区分，D正确；故 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 选D。] 实验，C符合题意。] 3.C[金属铜与稀硝酸不会产生钝化。开始反应速率较授，可能的原：3.D[MO2固体加热条件下将HC1氧化为C2,为固液加热的反 因是钢表面有氧化钢，故A说法错误；由于装置内有空气，钢和稀！ 应，该装置可用于制备C2,A项正确：C2H1不溶于水，可选择排水 HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2,产生的！法收集，B项正确；挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH?溶解，烧瓶中 N(O2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，故B说法错误；装置内氧气 气体大量减少压强急剧降低，打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红 逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的N()2能！ 色喷泉，红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质，C项正确；Na2CO 与溶液中的H2O反应3N(O2+H2()一2HN)3+N(),气体颜色变 与HCI、C(O2发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaH 浅，故C说法正确；由于该装置为密闭体系，生成的O无法排出， C)3溶液，D项错误。] 逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停：4，D[N0与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,故不选A; 止，故D说法错误。] 二氧化锰与浓盐酸共热制备C12,缺少加热装置，故不选B;氨气的 4.答案(1)难挥发性 密度比空气小，需要用向下排空气法收集NH3,故不选C;Na2S)3 (2)4NH3+5()2 化剂4NO+6H,O 与浓硫酸反应生成S()2,S)2密度比空气大，用向上排空气法收集 △ SO2,故远D。] (3)①N2-10e+6H2)—2N()3+12H+ ②O2将NO氧化成NO)2,N)2更易转化成N)2 第23讲碳、硅无机非金属材料 (4)N2中存在氮氮三键，键能高，断裂时需要较大的能量 考点一 解析(1)该反应为复分解反应，生成的HO为气体，能促进反应整合·必备知识 正向进行，浓硫酸体现了酸性和难挥发性。(2)第I步反应为氨气： 旅氢化生成N0的反益，化季方短天有4NH,十50整NO:ap (2)同素异形体 十6H,0(3)0电权a上N转化为N0,氯元素化合价升高，发2.小能 生失电子的氧化反应，结合电解制备的是HNO3知，电极a的电极 3.(2)③Ca(HC03)2 反应式为N2-10e+6H,0一2NO+12H。@反应m生成的1，硅酸盐氧化物Si+4HP一Si证：◆十2H,·Si+2NaOH+ O2能将NO氧化成N()2,NO2更易转化成NO5,故m的存在有利 H2()=-Na2Si()3+2H2↑ 于途径i。(4)N2中存在氯氣三键，候能高，断裂时需要较大的能：2.(2)高大(3)Na,Si0,+H,0 CasiO,NSiO,+C0,◆ 量，故人工固氮是高能耗的过程。 Si()2+4HF--SiF,4+2H2()(4)光导纤维 第22讲常见气体的实验室制备 :3.(1D焦炭粗硅三氯硅烷氢气(3)S0,+2C1800一200℃ 整合·必备知识 Si+2CO Si+3HCI 300 C SiHCl+H SiHCl+Hz 1.(1)O2NH3(2)C12（3)生石灰浓氨水H2)2溶液浓盐 酸Na2S()3 11o℃-Si+3HC1 提升·关键能力 提升·关键能力 1,B[NH,C1受热分解生成NH3和HC气体，二者在试管口遇冷又！1.A[①碳酸比盐酸酸性弱，CO2与CaCl2溶液不会反应，无沉淀生 重新生成NH,Cl,A不合题意：实验室采用MnO2和浓盐酸共热的 成，①正确；②酸性氧化物能与碱反应，过量的C()2与Ca((OH)2反 方法来制备C】2,故可选用装置C,氟气密度比空气的大，采用向上排 应：Ca()H)2+2C()2一-(a(HC(3)2,无沉淀生成，②正确；③碳酸 空气法收集，远用装置d,B符合题意；Cu与浓硫酸需在加热条件下1 比硅酸酸性强，过量的C(O2与Na2Si()3溶液反应：2CO2+Na2SiO3 才能反应制得SO2,应选用装置c,SO2密度比空气的大，采用向上 十2H2(O一-2NaHC()3+H2SiO3￥，产生硅酸沉淀，③错误；④过量 排空气法收集，选用装置d,C不合题意；Cu和浓硝酸反应不需要加！ 的C()2通入饱和N2C()3溶液中发生反应：Na2CO)3十H2O+CO2 热，故可选择装置b,但NO2与水会反应，不能采用排水法收集，D 一2NaHC()3￥，因为相同温度下碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小，所 不合题意。] 以有NaHC()3晶体析出，④错误；⑤Na[A](OH)1]溶液通入过量的 2.D[乙醇、乙酸溶于乙酸乙酯中，不能直接用分液漏斗除去乙酸乙， 二氧化碳，生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠，N[Al(OH)1]十 酯中的乙醇和乙酸，A错误；二氧化锰和浓盐酸制备氟气需要加热， C)2一A1((OH)3￥+NaHC()3,⑤错误；⑥通入CO2与NH3和 装置Ⅱ未加热，B错误；电石中有硫化钙、磷化钙等杂质，产生硫化： NC】反应生成氟化铵和碳酸氢钠，碳酸氢钠的溶解度较小，测最终 氢、磷化氢会干扰乙块检验，装置Ⅲ缺少除硫化氢、磷化氢的装置，C· 析出碳酸氢钠晶体，⑥错误。] 错误：NH,C】和C((OH)2混合加热制备NH3,装置N为固体加热！2.D[碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，能够与硅酸钠溶液反应生成硅 型发生装置，可完成，D正确：故选D。] 酸，B、C正确；SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，但 3.D「加热时氟化铵分解生成氨气和氟化氢，在试管口氨气与氟化氢 与氢氟酸反应的生成物不是盐，所以二氧化硅不是两性氧化物，而 化合生成氟化铵，不能制备氨气，应远氯化铵与氢氧化钙加热制备，！ 是酸性氧化物，D不正确。 故A待误：氨气与氯化钙反应，不能千操复气，故B错误：NH,的密3.C[反应H,十SiHC,高温s十3HC应在装置V中进行，装置I的 度比空气的小，应该采用向下排空气法收集，即进口在上出口在下，· 故C错误：氨气不与四氟化碳反应，不溶于四氯化碳，可防止倒吸， 目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生千扰，必须除 故D正确：故选D。] 去，因此装置Ⅱ的作用是除去氨气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓 感悟·高考真题 硫酸，装置Ⅲ的作用是提供SHC1,气体，因此需在水浴中加热，A 1.C[电石与饱和NC1溶液反应制备C2H2,C2H2中含有不饱和 错误；实验时应先通入氢气，目的是排出装置中的空气，防止发生危 键，可使酸性KM(),1溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，A 险，B错误；硅单质不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成Fe2+,Fe2+被 不符合题意：Na2SO3固体与70%的浓H2S0)1反应制备SO2,SO2: H2)2氧化成Fe3+,Fe3+与KSCN溶液反应，溶液变红色，可以鉴 450