备考2025届高考化学一轮复习讲义第十章化学实验基础第3讲常见气体的制备

第3讲常见气体的制备课标要求核心考点五年考情核心素养对接能依据反应原理选取试验装置制取物质常见气体的制备2024全国乙，T9；2024年6月浙江，T5；2024湖南，T15；2024广东，T5；2024全国乙，T8；2024广东，T17；2024天津，T15；2024辽宁，T18；2024全国Ⅱ，T26；2024全国Ⅲ，T26；2024海南，T4；2024江苏，T5；2024海南，T17；2024北京，T281.科学探究与创新意识：依据原料确定反应原理，同时考虑环保、节约等因素，找出最佳制备途径。2.证据推理与模型认知：通过物质制备及性质验证明验的分析，明确性质验证明验的思路，并进行物质制备及性质验证明验命题分析预料1.高考选择题中常结合气体除杂或收集、物质性质探究等考查气体制备试验装置的选择、除杂试剂及装置的选择、收集装置的选择等。综合试验题中常结合物质制备考查气体制备试验原理、气体净化、尾气处理等，也会以文字叙述的形式考查仪器作用、试验方案评价等。2.预料2025年高考仍会在选择题中考查常见气体制备、气体净化等的装置选择。综合试验题中会结合气体的制备考查气体制备原理、性质探究等考点常见气体的制备1.常见气体的发生装置“固＋固”加热型“固＋液”不加热型或“液＋液”不加热型“固＋液”加热型或“液＋液”加热型启普发生器示例1（1）①用氯化铵与消石灰制取氨气，化学方程式为[1]2NH4Cl＋Ca（OH）2△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，选用装置[2]A（填标号，下同）。②用浓氨水与碱石灰制取氨气，选用装置[3]B或C。（2）①用碳酸钠与稀硫酸制取二氧化碳，选用装置[4]B或C。②用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，选用装置[5]B或C或D或H。（3）①用浓盐酸与二氧化锰制取氯气，化学方程式为[6]MnO2＋4HCl（浓）△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，选用装置[7]F或G②用漂白粉与浓盐酸制取少量氯气，化学方程式为[8]Ca（ClO）2＋4HCl（浓）CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，选用装置[9]B或C。（4）用铜与浓硝酸制取二氧化氮，选用装置[10]B或C或D。（5）试验室制取乙烯，选用装置[11]E。（6）装置D还能制取的气体有[12]H2、H2S（合理即可）（任写两种）。（7）试验室用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，选用装置[13]B或C。（8）试验室制备乙炔的试验原理为[14]CaC2＋2H2O+Ca（OH）2，[15]不能（填“能”或“不能”）选用装置D，缘由为[16]CaC2为粉末状固体且该反应猛烈、放出大量热。2.气体的净化（1）净化原则：不削减被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分别。（2）气体净扮装置与方法①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸取。②酸性杂质用碱性吸取剂吸取，碱性杂质用酸性吸取剂吸取。③还原性杂质，可用氧化性较强的物质吸取；氧化性杂质，可用还原性较强的物质吸取。④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸取剂除去杂质。示例2气体（括号内为杂质）除杂试剂选择装置H2（HCl）水[17]a（填标号，下同）N2（NH3）水[18]aNO（NO2）水[19]aCO（CO2）NaOH溶液[20]a碱石灰[21]b或c或dCO2（CO）灼热的CuO[22]eO2（H2S）硫酸铜溶液[23]a留意（1）一般状况下，用液体作除杂试剂，则先除杂后干燥；（2）若接受加热法除去杂质，则先干燥后除杂。3.气体的收集确定气体收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应且难溶于水收集的气体密度比空气大，且与空气密度相差较大；不与空气中的成分反应收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大；不与空气中的成分反应收集装置示例3利用上述收集方法收集H2、SO2、O2、CH4、Cl2、CO2、NO、NO2、NH3。其中能用排水法收集的气体有[24]H2、O2、CH4、NO；能用向上排空气法收集的气体有[25]SO2、O2、Cl2、CO2、NO2；能用向下排空气法收集的气体有[26]H2、CH4、NH3；可用排[27]饱和食盐水法收集Cl2。4.尾气处理a装置用于吸取或溶解反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸取Cl2、CO2等。b装置用于收集不溶于水、酸溶液或碱溶液的气体，如CO、NO等。c、d装置用于吸取极易溶解且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d装置吸取量较少。e装置用于处理难以吸取的可燃性气体，如H2、CO等。f装置也有防倒吸作用，一般试剂X为水层，试剂Y为有机层（如CCl4），可以吸取极易溶于试剂X或易与试剂X反应，但不溶于试剂Y且不与试剂Y反应的气体。如若试剂X为水，试剂Y为四氯化碳，可用于吸取氨气。g装置干燥管内若盛放碱石灰（或NaOH）等碱性固体物质作为吸取剂，可用于吸取Cl2、HCl、HBr、H2S、SO2等酸性气体。示例4[28]用c装置进行尾气吸取，推断下列说法正误。（1）用碳酸钠溶液吸取苯和溴在FeBr3作用下反应产生的溴化氢。（√）（2）用氢氧化钠溶液吸取工业废气中的NO2。（√）（3）用饱和NaHSO3溶液吸取SO2尾气。（✕）（4）用水吸取NH4Cl和Ca（OH）2反应制备NH3的尾气。（√）5.常见气体典型制备系统举例（1）Cl2的试验室制备（2）SO2的试验室制备（3）NH3的试验室制备研透高考明确方向命题点1气体的制备、收集装置的选择1.[2024全国乙]在试验室接受如图装置制备气体，合理的是（C）化学试剂制备的气体ACa（OH）2＋NH4ClNH3BMnO2＋HCl（浓）Cl2CMnO2＋KClO3O2DNaCl＋H2SO4（浓）HCl解析由题给装置可知，固体加热，解除B、D项；接受向上排空气法收集气体，NH3的密度比空气小，解除A项。命题拓展（1）不能（填“能”或“不能”）用加热氯化铵固体的方法制备NH3，缘由为NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，但试管口温度较低，NH3和HCl在试管口会重新生成NH4Cl。（2）不能（填“能”或“不能”）用向硫化钠固体滴加浓硫酸的方法制备H2S，缘由为浓硫酸具有强氧化性，能和Na2S发生氧化还原反应生成S和SO2，不能生成H2S气体。2.[2024北京]试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（B）气体试剂制备装置收集方法AO2KMnO4adBH2Zn＋稀H2SO4beCNOCu＋稀HNO3bcDCO2石灰石＋稀H2SO4bc解析O2的密度比空气稍大且难溶于水，通常用排水法收集，A项错误。试验室中用Zn和稀硫酸反应制备H2，并用排水法收集H2，B项正确。NO易被空气中的O2氧化，通常接受排水法收集，C项错误。稀硫酸与CaCO3反应制取CO2时，CaCO3表面会附着CaSO4而阻挡反应的进行，试验室通常用石灰石和稀盐酸制备CO2，D项错误。命题点2气体的净化3.能用如图所示（图中夹持装置、气体收集装置等均已略去；必要时可以加热）装置及相关试剂制取干燥、纯净气体的是（D）选项ABCD气体CO2Cl2NH3NOa盐酸浓盐酸饱和NH4Cl溶液稀硝酸bCaCO3MnO2消石灰铜屑c饱和Na2CO3溶液NaOH溶液H2OH2Od浓硫酸浓硫酸固体NaOH浓硫酸解析盐酸和CaCO3反应可制取二氧化碳，但碳酸钠溶液能与CO2反应生成碳酸氢钠，即不能用饱和碳酸钠溶液除去CO2中的HCl气体，A不符合题意；浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应可制取氯气，但氯气和氢氧化钠溶液反应而导致收集不到氯气，B不符合题意；消石灰与饱和氯化铵溶液在加热条件下反应可以制备氨气，氨气易溶于水，所以不能用水洗气，C不符合题意；稀硝酸与铜反应生成NO，且NO不溶于水也不与浓硫酸反应，D符合题意。技巧点拨常见干燥剂的选择及装置归纳液态干燥剂固态干燥剂装置洗气瓶干燥管或U形管常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、N2、Cl2、SO2、CO2、CH4、H2S、HCl、HBr、HIN2、H2、O2、CH4、CO、NH3不行干燥的气体NH3、H2S、HBr、HINH3Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO2命题点3有害气体的尾气处理4.下列有关叙述错误的是（A）ABCD可用作少量HCl尾气的吸取装置可用作少量氨气尾气的吸取装置关