第5章 第20讲 常见气体的实验室制备、净化和收集(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案（创新版）

该高中化学讲义聚焦常见气体实验室制备、净化和收集核心考点，按发生装置类型、除杂原则、收集方法及尾气处理的逻辑架构梳理知识，通过考点梳理、方法指导和真题训练，帮助学生系统构建实验流程设计能力。 资料以科学思维和科学探究与实践为导向，如通过对比干燥剂性质培养证据推理能力，设置分层真题练习（判断正误到装置连接）。结合2025年山东、贵州等真题解析，助力教师把控复习节奏，提升学生实验综合应用及应考能力。

第20讲　常见气体的实验室制备、净化和收集 [目标导航·明方向] 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．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，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体气体 制备气体O2、NH3、CH4等。 (2)固(或液)体＋液体气体 制备气体Cl2、C2H4等。 (3)固体＋液体(不加热)→气体 制备H2、CO2、H2S、SO2、C2H2、NO2、NO等 3．气体的除杂 (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先除易除去的杂质气体；⑤先除杂后干燥。 (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 Ⅰ Ⅱ　　　　Ⅲ Ⅳ 常见干 燥或除 杂试剂 浓硫酸 (具有酸 性和强氧 化性) 无水氯化钙 (呈中性)、 碱石灰(呈碱性) Cu、CuO、 Mg等 例如，当CO2中混有O2杂质时，应选用上述装置中的装置Ⅳ除去O2，除杂试剂是Cu粉。 4．气体的收集 收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集气体 排水法 难溶于水或微溶于水且不与水反应 O2、H2、 NO、CO 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 5．尾气的处理 (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)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液吸收、可燃性气体点燃等。 (3)装置 a　　　　　　　b　　　　　　c ①实验室制取Cl2时，尾气处理可采用b装置。 ②实验室制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。 ③实验室制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。 判|断|正|误　正确的划“√”，错误的划“×”。 1．判断下列试剂使用是否正确。 2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确。 1．(2025·山东德州、烟台一模)下列装置和试剂均使用正确，且能够制备相应气体的是(　　) 解析：C　浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制备Cl2，缺少加热装置，A错误；稀硫酸与碳酸钙发生复分解反应，生成微溶的CaSO4覆盖在碳酸钙表面，会阻止反应的进行，不能用该方案制备CO2，B错误；利用图中的装置，将温度迅速升高到170 ℃可制备乙烯气体，C正确；浓氨水与生石灰制备氨气，生成的氨气可被无水CaCl2吸收，D错误。 2．下图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是(　　) 选项 气体 a b c A NO2 浓硝酸 铜片 NaOH溶液 B SO2 浓硫酸 Cu 酸性KMnO4溶液 C NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 D CO2 稀硝酸 CaCO3 浓硫酸 解析：D　氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2，A不正确；铜与浓硫酸反应需要加热，且酸性高锰酸钾能氧化SO2，B不正确；碱石灰是固体干燥剂，而题给的装置适用于液体干燥剂，且NH3不能用向上排空气法收集，C不正确。 3．根据实验目的设计如下装置的连接顺序正确的是(　　) A．制备收集C2H4：连接a→c→g B．制备收集NO：连接b→c→e→d C．制备收集NH3：连接b→d→e→c D．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d 解析：D　制备C2H4没有控制温度的温度计，A错误；NO与O2反应，不能用排空气法收集，B错误；NH3应用向下排空气法收集，且浓硫酸吸收多余的NH3，易发生倒吸，C错误；饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体，浓硫酸吸收水蒸气，碱石灰吸收多余的Cl2，D正确。 1．(2025·贵州卷，8)实验室制备Cl2并验证其性质的装置及试剂正确的是(　　) A．制备Cl2 B．除去HCl杂质 C．验证Cl2的氧化性 D．收集Cl2及尾气处理 解析：C　制备Cl2时，MnO2与浓盐酸的反应需要加热，A不符合题意；除去Cl2中的HCl杂质，应使用饱和食盐水，若用水Cl2会大量溶解，无法达到除杂目的，B不符合题意；验证Cl2的氧化性，使Cl2与KI溶液反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，淀粉遇I2变蓝色，可以验证氧化性，C符合题意；Cl2密度比空气大，收集Cl2采用向上排空气法收集(气体从长管进短管出)，多余的Cl2用NaOH溶液吸收：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，D不符合题意。 2．(2025·河北卷，7)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：C　电石与饱和NaCl溶液反应制备C2H2，C2H2可使酸性KMnO4溶液褪色，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，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，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，D不符合题意。 3．(2024·河北卷，10)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：C　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。 4．(2023·北京卷，8)完成下述实验，装置或试剂不正确的是(　　) A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4 C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D．除去CO2中混有的少量HCl 解析：D　MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2，该装置可用于制备Cl2，A项正确；C2H4不溶于水，可选择排水法收集，B项正确；挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH3溶解，烧瓶中气体大量减少，压强急剧降低，打开止水夹，水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉，红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质，C项正确；Na2CO3与CO2发生反应，会消耗CO2，应该选用饱和NaHCO3溶液，D项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $