大单元2 第5章 第18讲 常见气体的实验室制备、净化和收集-【优化探究】2027年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（人教版 双选）

该高中化学高考复习课件聚焦“常见气体的实验室制备、净化和收集”核心考点，依据高考评价体系明确装置选择、实验设计等考查要求，梳理发生装置、净化干燥、收集及尾气处理等必备知识，分析Cl₂、SO₂、NH₃等高频考点权重，归纳装置正误判断、仪器连接顺序等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与应试技巧指导，结合科学思维与科学探究素养，如以2024重庆卷NH₃制备尾气处理装置错误为例，剖析“装置选择三原则”，通过考向分析帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此精准指导，助力学生高效冲刺高考。

第五章 元素及其化合物的综合应用 第18讲　 常见气体的实验室制备、净化和收集 优化探究 大单元二 元素及其化合物 　　[导航·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。 练真题 明考向 3 梳理 必备知识 1.气体制备实验的基本思路 2.气体制备的“基本流程”剖析 (1)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_____、______、 CH4等 O2 NH3 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等 (2)净化、干燥装置 类型 装置 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)、五氧化二磷(呈酸性) Cu、CuO、Mg等 [问题思考] ①除去Cl2中的HCl应选用_______________。  ②除去CO2中的HCl应选用__________________,原因为______________ _____________________________________________________________ ________________________________。  ③除去SO2中的HCl应选用_________________。  ④除去H2S中的HCl应选用________________。  饱和NaCl溶液 饱和NaHCO3溶液 由CO2+H2O ⥫⥬H2CO3⥫⥬H++HC可知,增大HC的浓度平衡左移,所以在饱和NaHCO3溶液中,CO2的溶解度较小 饱和NaHSO3溶液　 饱和NaHS溶液 (3)收集装置 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 【特别提醒】　集气装置的创新——排液集气装置 装置Ⅰ:从a导管进气、b导管出水可收集难溶于水的气体,如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。 ①饱和食盐水——收集Cl2。 ②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。 ③饱和NaHS溶液——收集H2S。 ④四氯化碳——收集HCl或NH3。 装置Ⅱ:储气式集气。气体从橡胶管进入,可将水由A瓶排入B瓶,在A瓶中收集到气体。 (4)尾气处理的原因、方法及装置 ①处理原因: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液吸收、可燃性气体点燃等。 ③处理装置 a.实验室制取Cl2时,尾气处理可采用b装置。 b.实验室制取CO时,尾气处理可采用a、c装置。 c.实验室制取H2时,尾气处理可采用a、c装置。 (5)防倒吸装置 肚容式 分液式 3.高中“三大”气体制备装置 (1)Cl2的实验室制备 (2)SO2的实验室制备 (3)NH3的实验室制备 提升 关键能力 考向一　气体的制备、净化和收集的分析判断 1.(2026·广东深圳模拟)1774年舍勒发现了氯气。下列有关氯气制备的实验装置不正确的是(　　) A.制备氯气 B.净化氯气 C.收集氯气 D.尾气处理 A 解析:A.制氯气需要浓盐酸与MnO2在加热条件下反应,A错误;B.Cl2中混有HCl,先通过饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸干燥,B正确;C.氯气的密度大于空气,收集氯气用向上排空气法收集,C正确;D.亚硫酸钠具有还原性,可以与Cl2发生反应,吸收Cl2,D正确。 2.大约4 000年前,埃及人采用硫燃烧的产物来漂白布匹。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中能达到相应目的的是(　　) A.用甲制取SO2 B.用乙验证SO2的还原性 C.用丙收集SO2 D.用丁处理实验室SO2尾气 B 解析:A.浓HNO3具有强氧化性,与Na2SO3发生氧化还原反应,不能用浓HNO3与Na2SO3固体反应制取SO2,A不符合题意;B.SO2与KMnO4溶液发生反应5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,SO2为还原剂,使酸性KMnO4溶液紫红色褪去,则用乙可验证SO2的还原性,B符合题意;C.SO2的密度比空气大,采用排空气法收集SO2时,SO2气体应从长管进,短管出,则用丙不能收集SO2,C不符合题意;D.SO2易溶于水,但难溶于饱和NaHSO3溶液,则用丁不能处理实验室SO2尾气,D不符合题意。 考向二　仪器装置的选择与连接 3. (双选)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 e B H2 Zn+稀H2SO4 b e C NO Cu+稀HNO3 b c D CO2 CaCO3+稀H2SO4 b c AB 解析:KMnO4是固体物质,加热分解产生O2,由于O2难溶于水,因此可以用排水法或向上排空气法收集, A正确;Zn与稀H2SO4发生置换反应产生H2,块状固体与液体反应制取气体,产生的H2难溶于水且不与水反应,因此可以用排水法收集,故可以使用装置b、e制取和收集H2,B正确;Cu与稀HNO3反应产生NO气体,NO能够与O2发生反应产生NO2气体,因此不能使用排空气法收集,C错误;CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4微溶于水,使制取CO2气体不能持续发生,因此不能使用该方法制取CO2气体,D错误。 4.根据实验目的设计如图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 D 解析: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。 考向三　气体制备装置的改进与创新 5. (2026·山东济宁模拟)下列装置(加热及夹持装置略)能达到实验目的的是(　　) C 解析:Ca(OH)2的溶解度太小,除去CO2应用NaOH溶液,且除杂质时应从长管进气、短管出气,A项不能达到实验目的;Cl2的密度比空气大,Cl2会直接进入NaOH溶液中,收集不到Cl2,B项不能达到实验目的;Fe绒丝作合成氨的催化剂,若有氨气生成,湿润的红色石蕊试纸变蓝,C项能达到实验目的;HCl极易溶于水,用图示装置吸收HCl,会产生倒吸现象,D项不能达到实验目的。 6.如图给出了干燥管的不同应用,回答下列问题: (1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置,下列组合中气体a和固体R均正确的是____ (填字母)。  选项 A B C D 气体a NH3 SO2 C2H4 Cl2 固体R 碱石灰 浓硫酸 高锰酸钾 碱石灰 A 解析:甲作为干燥装置,要求固体R必须能吸收水,且不与气体a发生反应。B中浓硫酸为液体干燥剂;C中的高锰酸钾不仅不易吸收水,还能与乙烯反应;D中的碱石灰虽然能吸收水,但也能与Cl2反应。 (2)甲装置还可以作为特殊情况下的气体发生装置。例如,在常温下可用此装置来制备空气中的某种单质气体,此时气体a为__________,固体R为________。  CO2 Na2O2 解析:甲作为气体发生装置,要求反应原理是在常温下某气体与固体反应产生某单质气体,中学阶段熟悉的反应是二氧化碳与过氧化钠反应制取氧气。 (3)若按图乙来组装,可用NaOH浓溶液吸收Cl2,制“84”消毒液,此时干燥管的作用是____________。  防止倒吸 练真题 明考向 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 C 解析:A.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;B.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;C.大理石的主要成分为CaCO3,其与稀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,检验CO2通常用澄清的石灰水,C符合题意;D.Al2S3固体遇水发生反应生成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。 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 D 解析:A.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;B.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;C.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;D.氨气极易溶于水,容易倒吸,丁没有防倒吸装置,D错误。 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 C 解析:A.饱和Na2SO3溶液和浓硫酸反应可以制SO2,使用固液不加热型制气装置,SO2密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A不符合题意;B.MnO2和浓盐酸在加热条件下反应可以制Cl2,使用固液加热型制气装置,Cl2密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,B不符合题意;C.利用固体NH4Cl与熟石灰加热可以制NH3,反应物均为固体,若利用图示装置进行实验,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,图中装置不合理,不能完成相应气体的发生实验,C符合题意;D.石灰石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸反应可以制CO2,使用固液不加热型制气装置,CO2密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,D不符合题意。 4.(2023·北京卷)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 D 解析:在加热条件下MnO2固体将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,导致压强急剧降低,打开活塞,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、HCl均能发生反应,会消耗CO2,不能达到除杂的目的,应该选用饱和NaHCO3溶液,D项错误。 5.(2022·山东卷)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是(　　) 选项 气体 液体 固体粉末 A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3 B Cl2 FeCl2 溶液 Fe C HCl Cu(NO3)2 溶液 Cu D NH3 H2O AgCl A 解析:A.通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2,由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有白色晶体析出,不能得到澄清溶液,A项选;B.通入Cl2,发生反应Cl2+2FeCl2===2FeCl3、2FeCl3+Fe===3FeCl2,最终Fe消失,得到澄清溶液,B项不选;C.通入HCl,N在酸性条件下会表现强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2N+2NO↑+4H2O,最终Cu消失,得到澄清溶液,C项不选;D.AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s)⥫⥬Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+,使溶解平衡正向移动,最终AgCl消失,得到澄清溶液,D项不选。 $