第6章 第25讲 常见气体的实验室制备、净化和收集（Word教参）-【精讲精练】2027年高考化学一轮复习（人教版）

该高中化学讲义围绕常见气体的实验室制备、净化和收集核心考点，依据反应物状态与反应条件构建发生装置分类体系，串联除杂试剂选择、收集方法及尾气处理等知识模块。通过考点梳理、方法指导（如装置选择表格填空）和真题训练（2025北京三模等），帮助学生建立实验设计逻辑，突破装置选择与杂质去除难点。 资料以科学探究与实践为导向，设计“自主思考-判断正误-真题精讲”分层教学活动，如通过对比NH₃不同制备试剂选择装置（氯化铵与消石灰用固体加热型，浓氨水与碱石灰用固液不加热型），培养科学思维与证据推理能力。分层练习配合即时反馈，确保学生高效掌握实验设计要点，为教师把控复习节奏提供系统支持。

第25讲　常见气体的实验室制备、净化和收集 [课程标准]　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。 1．气体制备实验的基本思路 2．重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体气体 a (2)固体＋液体(或液体＋液体)气体 b　 　 　 　c　 　　 　　d (3)固体＋液体(不加热)―→气体 e　 　 　　　 　f　 　　 　　　　　g 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。 [自主思考1] 根据试剂和反应条件选择合适的装置制取中学化学中常见的气体。 制取气体 选用试剂 选用上述装置(填字母) NH3 ①氯化铵与消石灰 ________ ②浓氨水与碱石灰 ________ CO2 ①碳酸钠与稀硫酸 ________ ②石灰石与稀盐酸 ________ Cl2 ①二氧化锰与浓盐酸 ________ ②KMnO4与浓盐酸 ________ O2 ①KMnO4 ________ ②过氧化氢和二氧化锰 ________ 乙烯 乙醇和浓硫酸 ________ 乙炔 电石和饱和食盐水 ________ 提示　a　e　e　e或f或g　c或d　e　a　e　b　e 3．气体的除杂方法 (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。 除杂原则：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。 (2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热 装置 图 常见 试剂 浓H2SO4 (酸性、强 氧化性) 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) Cu、CuO、Mg等 [自主思考2] 选择合适的试剂和装置除去下列气体中的杂质。 气体(括号内为杂质) 除杂试剂 选择上述装置(填编号) H2(HCl) 水 ________ N2(NH3) ________ ________ NO(NO2) ________ ________ CO(CO2) ________ ________ ________ ________ CO2(CO) ________ ________ O2(H2S) ________ ________ 提示　Ⅰ　水　Ⅰ　水　Ⅰ　NaOH溶液　Ⅰ　碱石灰　Ⅱ或Ⅲ　灼热的CuO　Ⅳ　硫酸铜溶液　Ⅰ 4．气体的收集方法 收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例) 排水法 难溶于水或微溶于水，且不与水反应的气体 O2、H2、NO、 CO等 排空气法 向上排空 气法 密度大于空气且不与空气中的成分反应 Cl2、SO2、NO2、CO2 向下排空 气法 密度小于空气且不与空气中的成分反应 H2、NH3 [自主思考3] 如果采用排液法集气，那么下列应选用什么液体？ (1)收集Cl2，应选用排________________。 (2)收集CO2，应选用排________________。 (3)收集H2S，应选用排________________。 (4)收集HCl或NH3，应选用排______________。 提示　(1)饱和食盐水　(2)饱和NaHCO3溶液　(3)饱和NaHS溶液　(4)四氯化碳 5．尾气处理的原因、方法及装置 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。 (2)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。 (3)尾气处理装置(见下图a、b、c) ①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。 ②制取CO时，尾气的处理可采用a、c装置。 ③制取H2时，尾气的处理可采用a、c装置。 1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 一、常见气体的制备、除杂与收集 1．(2025·北京三模)利用下列试剂和如图所示装置制备气体并除去其中的杂质，能达到目的的是(必要时可加热，加热及夹持装置已略去)(　　) 选项 气体 试剂Ⅰ 试剂Ⅱ 除杂试剂 A Cl2 浓盐酸 MnO2 饱和 NaHCO3溶液 B NH3 浓氨水 NaOH固体 碱石灰 C NO2 浓硝酸 Cu H2O D C2H4 浓硫酸 C2H5OH CuSO4溶液 解析　制备Cl2用浓盐酸和MnO2加热反应，杂质为HCl和水蒸气，除杂试剂饱和NaHCO3溶液会与Cl2反应，引入新杂质且吸收Cl2，A错误；制备NO2用浓硝酸和Cu反应，杂质为HNO3蒸气，除杂试剂H2O会与NO2反应，吸收目标气体，C错误；制备C2H4需乙醇和浓硫酸170 ℃加热(题目缺少温度计)，杂质含SO2、CO2等，CuSO4溶液仅吸收少量乙醇，无法除去酸性气体杂质，D错误；故选B。 答案　B 2．实验室中，制备下列气体所用试剂和收集方法均正确的是(　　) 选项 A B C D 气体 Cl2 SO2 C2H4 O2 试剂 稀盐酸、MnO2 Na2SO3、浓H2SO4 CH3CH2Br、NaOH的水溶液 H2O2溶液、MnO2 收集方法 向下排空气法 排水集气法 排水集气法 向上排空气法 解析　稀盐酸与MnO2不反应，不能制备Cl2，且Cl2密度大于空气，应用向上排空气法收集，A错误；Na2SO3与浓H2SO4反应能制备SO2，但SO2易溶于水且能与水反应，则不能用排水法收集，B错误；CH3CH2Br与NaOH的水溶液反应生成的是乙醇而非乙烯，不能制备乙烯，C错误；H2O2溶液在MnO2催化下分解生成O2，且O2密度大于空气，可用向上排空气法收集，D正确。 答案　D 二、气体的制备与性质的综合 3．(2025·云南临沧段考)某小组同学在实验室制备、收集氯气，并进行相关物质的性质探究，能达到实验目的的是(　　) A.利用装置甲制氯气 B.利用装置乙除去氯气中的HCl气体 C.利用装置丙收集氯气 D.可以用装置丁探究氯气的漂白性 解析　除去Cl2中的HCl应使用饱和食盐水，而浓硫酸只能干燥Cl2，不能除去HCl，B错误；Cl2密度比空气大，应用向上排空气法收集，即气体从长导管进、短导管出，C错误；探究Cl2漂白性需对比干燥Cl2和湿润Cl2的作用，丁装置仅含湿润红纸条，无法证明干燥Cl2是否有漂白性(实际漂白性源于HClO)，缺少对照实验，D错误；故选A。 答案　A 4．实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质能达到实验目的的是(　　) A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气 C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气 解析　装置甲中用NH4Cl溶液与NaOH溶液反应制取氨气，未加热，无法有效制取氨气，A错误；装置乙中不能用浓硫酸干燥氨气，应选用碱石灰碱性干燥剂，B错误；装置丙中在加热条件下NH3将黑色的CuO还原为红色的Cu，自身被氧化为N2，可验证NH3的还原性，C正确；装置丁中NH3极易溶于水，会因气体迅速溶解导致装置内压强减小，发生倒吸，D错误。 答案　C 三、以气体制备为开端制备新物质 5．(2025·福建漳州三模)氯化氨基汞[Hg(NH2)Cl]是消毒防腐药，用于皮肤及黏膜感染。实验兴趣小组利用下列装置在实验室中制备氯化氨基汞。下列说法错误的是(　　) A.装置连接顺序为A→D→B→E→C→F B.反应方程式为Hg＋2NH3＋Cl2===↓＋NH4Cl C.为使反应物充分混合，E中长导管通入的气体是Cl2 D.实验缺少尾气吸收装置，宜在通风橱中进行实验 解析　A为Cl2发生装置，产生的Cl2先经装置D除HCl、然后通过装置B干燥Cl2，再通入装置E；F为NH3发生装置，需经装置C干燥后通入装置E中，在装置E中，NH3与Cl2、Hg反应制取得到Hg(NH2)Cl，故装置连接正确顺序为A→D→B→E→C→F，A正确；装置E为制取Hg(NH2)Cl的装置，根据电子守恒、原子守恒，可知发生反应方程式为Hg＋2NH3＋Cl2===↓＋NH4Cl，B正确；装置E为制取Hg(NH2)Cl的反应装置，由于Cl2密度大于空气，NH3的密度比空气小，长导管通入NH3，可使NH3深入反应器与Hg充分接触，短导管通入Cl2，反应物充分接触，从而可以加快反应速率，C错误；反应尾气中可能含未反应的Cl2或NH3，都是有毒气体，装置中无尾气处理装置，需要增加一个尾气处理装置，为安全起见，反应需在通风橱中进行，D正确。 答案　C 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H2SO4 C.大理石与稀HCl D.Al2S3固体与水 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，能完成相应气体的制备和检验，A不符合题意；Na2SO3固体与70%的浓H2SO4反应制备SO2，SO2可使酸性KMnO4溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，B不符合题意；大理石与稀HCl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符合题意；Al2S3固体遇水水解生成Al(OH)3和H2S，H2S可使酸性KMnO4溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，D不符合题意。 答案　C 2．(2024·重庆卷)某小组用如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 解析　氨气极易溶于水，容易倒吸，没有防倒吸装置，故选D。 答案　D 3．(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 解析　利用固体NH4Cl和熟石灰混合加热制取氨气，反应物均为固体，若利用题给图示装置进行实验，反应生成的水会冷凝回流至圆底烧瓶内，使烧瓶炸裂，该实验通常在试管中进行，实验时需使试管口稍向下倾斜，防止生成的水回流使试管受热不均匀而炸裂，C符合题意。 答案　C 4．(2024·浙江6月卷)下列说法不正确的是(　　) A．装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物 B．图②标识表示易燃类物质 C．装置③可用于制取并收集氨气 D．装置④可用于从碘水中萃取碘 解析　铜与浓硫酸反应方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑，可用装置①制取，气态产物为SO2，可利用SO2的漂白性进行检验，故A正确；图②标识表示易燃类物质，故B正确；NH3的密度比空气小，应用向下排空气法进行收集，故C错误；萃取是利用物质在不同溶剂中溶解性的差异进行分离混合物，装置④可用于从碘水中萃取碘，故D正确。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $