第5章 第24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

该高中化学高考复习讲义围绕常见气体的实验室制备、净化和收集核心考点，依据课标要求构建“制备思路-发生装置-除杂净化-收集处理”的系统知识框架，通过考点梳理（如装置类型与气体匹配）、方法指导（思维模型建立）、真题训练（2024-2025年高考题解析）等环节，帮助学生突破实验综合题难点，体现复习的系统性和针对性。 资料以科学思维和科学探究与实践为导向，创新设计微型实验分析（如NO还原实验装置连接）和对比教学（如不同除杂试剂适用气体分类），通过题点分层练习（基础选择与综合实验设计）强化考点应用，能有效培养学生实验设计与问题解决能力，为教师把控复习节奏、提升学生应考效率提供实用指导。

第24讲　常见气体的实验室制备、净化和收集 [课标标准] 1．掌握常见气体的制备及净化方法。 2．掌握解答气体制备实验综合题的思维模型。 1．气体制备实验的基本思路 2．气体制备的发生装置 类型 装置 可制备气体 固体＋固体气体等 O2、NH3 固体＋液体(或液体＋液体)气体 等 固体＋ 液体(不 加热) ―→ 气体 H2、NH3、CO2、H2S、O2、C2H2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 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 常见干燥剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 除杂试剂Cu、CuO、Mg等 当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除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 可收集的气体(举例) 排水法 难溶于水或微溶于水且不与水反应 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 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。 (2)处理方法：一般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处理。 (3)尾气处理装置(Cl2尾气—b，CO、H2尾气—ac) 题点1　常见气体的制备、净化和收集 1．实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是(　　) 选项 气体 试剂 制备装置 收集方法 A O2 KMnO4 a d B H2 Zn＋稀硫酸 b e C NO Cu＋稀硝酸 b c D CO2 CaCO3＋稀硫酸 b c 解析：B　固体KMnO4受热分解产生O2，O2难溶于水，用排水法或向上排空气法收集，故不可以使用d装置收集O2，A错误；Zn与稀硫酸反应产生的H2难溶于水，可以用排水法收集，故可以使用装置b、e制取、收集H2，B正确；Cu与稀硝酸反应产生NO气体，能与O2反应产生NO2气体，不能使用排空气法收集，C错误；CaCO3与稀硫酸反应产生CO2气体，生成的CaSO4附着在CaCO3固体上，使制取CO2气体的反应不能持续发生，不能使用该方法制取CO2气体，D错误。 2．(2026·湖北随州高三期末)实验室若采用如图装置制备气体并除去杂质，有关设计方案合理的是(　　) 选项 制备原理 除杂试剂(杂质) A CaCO3和盐酸制CO2 饱和NaHCO3溶液(HCl) B MnO2和浓盐酸制Cl2 饱和食盐水(HCl) C Na2SO3和硝酸制SO2 饱和NaHSO3溶液(HNO3) D 浓氨水和烧碱制NH3 碱石灰(H2O) 解析：A　制备装置中碳酸钙固体与盐酸反应能制备二氧化碳气体，盐酸具有挥发性，制得的二氧化碳中混有氯化氢气体，用饱和碳酸氢钠溶液能除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，A正确；二氧化锰和浓盐酸共热反应制备氯气，则制备装置不能用于共热反应制备氯气，B错误；硝酸具有强氧化性，不能与亚硫酸钠反应制得二氧化硫气体，C错误；碱石灰是固体干燥剂，不能装入试管中，应装入干燥管中或U形管中，D错误。 题点2　以气体制备为载体的微型实验设计 3．(2026·北京第四中学高三开学考)某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是(　　) 已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。 A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应 解析：D　利用铜与稀硝酸反应生成NO，制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3等气体，再通过F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正确；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2，B正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3等气体，C正确；装置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于NaOH溶液充分吸收，D错误。 1．(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。 2．(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。 3．(2024·重庆卷，6)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 解析：D　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，则制取Cl2，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，没有防倒吸装置，D错误。 4．(2024·湖北卷，10)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A．碱石灰有利于NH3逸出 B．锂片必须打磨出新鲜表面 C．干燥管中均可选用P2O5 D．双口烧瓶中发生的变化是Li＋nNH3===Li＋＋[e(NH3)n]－ 解析：C　碱石灰吸水放热，有利于NH3逸出，A正确；锂易与空气中的氧气反应在表面形成氧化膜，故锂片使用前必须打磨，B正确；P2O5会与氨反应，不能用于干燥氨气，C错误；氨气在双口烧瓶中冷却变为液氨，由题给条件可知，Li与液氨反应产生[e(NH3)n]－，由原子守恒及电荷守恒可得反应方程式：Li＋nNH3===Li＋＋[e(NH3)n]－，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $