高中化学人教版高考大单元二　第五章　第25讲　常见气体的实验室制备、净化和收集

化学

大一轮复习第五章第25讲常见气体的实验室制备、净化和收集复习目标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。1.常见气体制备发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将发生装置分为三类：(1)固体＋固体

气体整合必备知识(2)固体＋液体(或液体＋液体)气体(3)固体＋液体(不加热)—→气体制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。[应用举例]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)NH3①氯化铵与消石灰__②浓氨水与碱石灰__CO2①碳酸钠与稀硫酸__②石灰石与稀盐酸________aeee或f或g制取气体选用试剂选用上述装置(填字母)Cl2①二氧化锰与浓盐酸_____②KMnO4与浓盐酸__O2①KMnO4__②过氧化氢和二氧化锰__c或deae制取气体选用试剂选用上述装置(填字母)乙烯乙醇和浓硫酸__乙炔电石和饱和食盐水__be2.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)气体净化装置

[应用举例]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)____________Ⅰ水Ⅰ水ⅠNaOH溶液Ⅰ碱石灰Ⅱ或Ⅲ灼热的CuOⅣ硫酸铜溶液Ⅰ3.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等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等4.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.判断下列装置或操作能否达到实验目的，能达到目的打“√”，不能的打“×”。××××√×√×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“×”。×××××√1.(2024·河北，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)提升关键能力选项气体试剂ASO2饱和Na2SO3溶液＋浓硫酸BCl2MnO2＋浓盐酸CNH3固体NH4Cl＋熟石灰DCO2石灰石＋稀盐酸√如图所示的气体发生装置为固液加热型或固液、溶液不加热型；气体收集装置，长进短出为向上排空气法，短进长出为向下排空气法，装满水后短进长出为排水法。饱和Na2SO3溶液和浓硫酸反应制SO2，采用固液不加热发生装置，SO2密度比空气大，采用向上排空气法收集，A不符合题意；MnO2和浓盐酸加热反应制Cl2，采用固液加热发生装置，Cl2密度比空气大，采用向上排空气法收集，B不符合题意；固体NH4Cl与熟石灰加热制NH3，采用固固加热发生装置，NH3密度比空气小，采用向下排空气法收集，C符合题意；石灰石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸反应制CO2，采用固液不加热发生装置，CO2密度比空气大，采用向上排空气法收集，D不符合题意。2.(2023·天津，9)实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是A.Fe与稀硝酸反应制NOB.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2C.NaOH与浓氨水制备NH3D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2√NO与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故不选A；二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2，缺少加热装置，故不选B；氨气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集NH3，故不选C；Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2，SO2密度比空气大，用向上排空气法收集SO2，故选D。3.(2023·北京，8)完成下述实验，装置或试剂不正确的是A.实验室制Cl2B.实验室收集C2H4C.验证NH3易溶于水且溶液呈碱性D.除去CO2中混有的少量HCl√Na2CO3与HCl、CO2均发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO3溶液，D项错误。4.实验室制备右列气体，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ANH3NH4ClaeBCl2MnO2＋浓盐酸cdCSO2Cu＋浓硫酸bdDNO2Cu＋浓硝酸bf√NH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，二者在试管口遇冷又重新生成NH4Cl，A不合题意；实验室采用MnO2和浓盐酸共热的方法来制备Cl2，故可选用装置c，氯气密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，B符合题意；Cu与浓硫酸需在加热条件下才能反应制得SO2，应选用装置c，SO2密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，C不合题意；Cu和浓硝酸反应不需要加热，故可选择装置b，但NO2与水会反应，不能采用排水法收集，D不合题意。5.实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用如图实验装置和下列试剂能实现相应元素不同价态间转化的是选项试剂元素不同价态间的转化abcA70%硫酸亚硫酸钠新制氯水B稀硫酸硫化亚铁氯化铁溶液C浓硝酸铜片水D浓盐酸高锰酸钾溴化钾溶液√70%硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，S元素的化合价没有变化，故A不符合题意；稀硫酸和硫化亚铁溶液反应生成H2S和FeSO4，铁元素的化合价没有变化，故B不符合题意；浓硝酸和铜片反应生成NO2，N元素的化合价从+5价变为+4价，NO2和水反应生成HNO3和NO，N元素的化合价从+4价变为+5价和+2价，故C不符合题意；浓盐酸和高锰酸钾反应生成Cl2，Cl元素的化合价从－1价变为0价，Cl2和溴化钾溶液反应生成KCl和Br2，Cl元素的化合价从0价变为－1价，故D符合题意。6.根据实验目的设计的如图装置的连接正确的是A.制备收集C2H4：连接a→c→gB.制备收集NO：连接b→c→e→dC.制备收集NH3：连接b→d→e→cD.制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d√7.某同学设计利用如图装置制备硫酸锰。(1)盛放70%H2SO4的仪器名称是_____

，其中导管a的作用是_____

。(2)单向阀b的作用是

。恒压(3)装置Ⅱ中反应的化学方程式：

，其中“多孔球泡”的作用是___________________________________________________

。(4)装置Ⅲ烧杯中的溶液是

，倒扣漏斗的作用是

。滴液漏斗平衡气压，便于硫酸顺利滴下防止倒吸SO2+MnO2===MnSO4增大反应物的接触面积，加快反应速率，增大二氧化硫的吸收效率氢氧化钠溶液防止倒吸KESHIJINGLIAN课时精练对一对题号12345678答案BBCAABDA题号9101112

13答案DDDD

D答案123456789101112131415答案12345678910111213141514.

答案12345678910111213141515.(1)圆底烧瓶b

(2)防止温度过高，反应速率过快(3)CrO3+2HCl===CrO2Cl2+H2O(4)加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应(5)将CrO2Cl2蒸气迅速冷凝，便于收集，提高产率(或减缓铬酰氯挥发)

(6)B吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气；防止空气中的水蒸气进入装置1.实验室用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2时用不到的实验仪器有A.①②④⑤

B.③⑥C.②③⑤

D.③④⑤√123456789101112131415答案123456789101112131415答案用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2，属于固体和液体反应且需加热，故①②⑤都能用到；装置③为100

mL容量瓶，此实验不需要配制溶液；收集到的氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集，故装置④能用到；装置⑥为长颈漏斗，无法控制浓盐酸的流速，此实验需用分液漏斗。2.(2021·海南，3)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是123456789101112131415答案选项气体abAH2S稀H2SO4FeSBO2H2O2溶液MnO2CNO2浓HNO3铁片DNH3浓氨水CaO√123456789101112131415答案H2S与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥H2S，故A错误；发生反应：2H2O22H2O+O2↑，浓硫酸可以干燥氧气，故B正确；常温下，铁片遇浓硝酸发生钝化，故不能制取二氧化氮气体，故C错误；氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，故D错误。3.(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是123456789101112131415答案选项化学试剂制备气体ACa(OH)2+NH4ClNH3BMnO2+HCl(浓)Cl2CMnO2+KClO3O2DNaCl+H2SO4(浓)HCl√123456789101112131415答案氨气的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，故A错误；二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故B错误；二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，故C正确；氯化钠与浓硫酸共热制备HCl为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故D错误。4.(2022·山东，11)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123456789101112131415答案

气体液体固体粉末ACO2饱和Na2CO3溶液CaCO3BCl2FeCl2溶液FeCHClCu(NO3)2溶液CuDNH3H2OAgCl√123456789101112131415答案

123456789101112131415答案AgCl在水中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl－(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结合生成[Ag(NH3)2]+，促使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不选。5.下列实验装置正确的是123456789101112131415答案√123456789101112131415答案实验室可以用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备Cl2，故A正确；实验室可以用MnO2催化H2O2分解制备O2，用浓硫酸干燥O2，O2的密度大于空气，可以用向上排空气法收集，应该长管进、短管出，故B错误；收集NH3时，导管应伸入试管底部，故C错误；铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫可以使石蕊溶液变红，但不能用浸有稀硫酸的棉花团吸收过量的二氧化硫，应该用浸有NaOH溶液的棉花团，故D错误。6.NaH是有机合成中用途很广泛的物质。已知NaH遇水蒸气剧烈反应，某小组设计如图实验装置制备NaH。下列说法不正确的是A.安全漏斗的作用是液封B.装置A中的试剂是稀硝酸和粗锌C.装置B中的试剂是浓硫酸D.实验开始后先启动A中反应，

再点燃C处酒精灯√123456789101112131415答案123456789101112131415答案加入液体后，部分液体存于漏斗上部弯管中起液封作用，避免氢气从漏斗中逸出，A正确；硝酸具有强氧化性，与Zn反应不生成氢气，B错误；B是干燥氢气的装置，B中试剂为浓硫酸，C正确；先启动A中反应，利用生成的氢气将装置中的空气排出，防止钠与氧气反应，后点燃C处酒精灯，D正确。7.(2024·孝感模拟)FeCl3(易升华)是常见的化学试剂，可通过如图实验制备FeCl3，下列说法错误的是A.装置F的作用是尾气吸收，

并防止空气中的水蒸气进

入收集器B.硬质玻璃管直接连接收集

器的优点是不因FeCl3固体积聚而造成堵塞C.实验室配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸，再加水稀释D.实验开始时，应先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯√123456789101112131415答案123456789101112131415答案A装置是氯气的发生装置，B装置除去氯气中的氯化氢，C为干燥装置，D为氯气与铁的反应装置，E为氯化铁的收集装置，氯化铁易水解，故F装置是尾气吸收装置并防止空气中的水蒸气进入收集器，A正确；FeCl3蒸气遇冷变为固体，若导管较细，容易堵塞，所以硬质玻璃管直接连接收集器，B正确；123456789101112131415答案FeCl3固体溶于水发生水解，配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸，抑制水解，再加水稀释，C正确；实验开始时，应先点燃A处酒精灯，至装置中充满氯气后，再点燃D处酒精灯，D错误。8.(2025·武汉模拟)根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，其中能完成相应实验目的的是123456789101112131415答案选项a中的物质b中的物质实验目的、试剂和操作实验目的c中的物质进气方向A稀硝酸Cu收集贮存NO水N→MB浓硝酸Na2SO3检验SO2的氧化性品红溶液M→NC浓氨水碱石灰收集贮存氨气饱和NH4Cl溶液N→MD浓盐酸MnO2检验Cl2的氧化性Na2S溶液M→N√稀硝酸和Cu反应生成NO，NO不溶于水，不与水反应，用排水法收集NO，进气方向是N→M，故A符合题意；浓硝酸具有强氧化性，与Na2SO3反应生成硫酸盐和NO2气体，因此无法检验SO2的氧化性，故B不符合题意；由于氨气极易溶于水，因此氨气溶于饱和NH4Cl溶液，不能用排饱和NH4Cl溶液的方法来收集氨气，故C不符合题意；二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，而该实验没有加热装置，因此不能产生氯气，故D不符合题意。123456789101112131415答案9.实验室中用如图装置，以氨气和钠为原料加热至350~360℃制备氨基钠(NaNH2)，并检验气体产物。已知：NaNH2极易水解。下列说法正确的是A.装置A中的药品是氯化铵固体B.装置B和装置D均只起到干燥作用C.实验时先点燃C处酒精灯，再点燃A处酒精灯D.装置E中黑色粉末变成红色，证明有氢气生成√123456789101112131415答案123456789101112131415答案氯化铵固体受热分解生成氨气和HCl气体，二者在试管口遇冷又会反应生成氯化铵，不能通过加热氯化铵的方法制备氨气，A错误；实验时，应先点燃A处酒精灯排尽装置内的空气，再点燃C处酒精灯，C错误；氢气和CuO在加热条件下反应生成红色的Cu单质，装置E中黑色粉末变成红色，证明有氢气生成，D正确。10.用如图所示装置制备氨并验证氨的还原性，其中不能达到实验目的的是A.用装置甲生成氨B.用装置乙干燥氨C.用装置丙验证氨的还原性D.用装置丁和戊分别收集氨

和氮气√123456789101112131415答案123456789101112131415答案反应2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O可用于制备氨，A正确；NH3是碱性气体，可用碱石灰进行干燥，B正确；装置丙发生反应3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，可验证氨的还原性，C正确；氨的密度比空气小，收集时应从短管进长管出，D错误。11.(2024·武汉联考)实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应可制备少量HNO3，反应装置如图所示，下列说法不正确的是A.反应的化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑B.反应温度如果过高，制得的HNO3可能会呈现黄色C.曲颈甑是一种原始的蒸馏烧瓶，为了增强冷凝效

果可以在长颈上再接一根长玻璃管D.可从实验室中选无色、透明、洁净的试剂瓶盛装制得的浓硝酸√123456789101112131415答案123456789101112131415答案反应温度如果过高，HNO3分解生成NO2，NO2溶于HNO3使制得的HNO3呈现黄色，B正确；实验室中浓硝酸应保存在棕色瓶内，防止其见光分解，D错误。12.某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是A.装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2OB.加热片刻后需要将酒精灯移开，说明

该反应是放热反应C.装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气D.在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法√123456789101112131415答案123456789101112131415答案因移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应是放热反应，B项正确；根据化学方程式可知产物中有水蒸气，为便于干燥，可用装置Ⅱ冷凝大部分水蒸气，再用装置Ⅲ进行干燥，C项正确。13.氯化锌易潮解、易升华。从市售的氯化锌[含Zn(OH)Cl]中制备无水氯化锌，装置如图所示，管式炉有升温和降温的调节功能。下列说法错误的是A.恒压滴液漏斗、倒置漏斗的作用分

别是平衡气压、防止倒吸B.通入装置中的N2必须是干燥的C.在尾气吸收装置前应增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温，实验结束时先撤去管式炉Ⅰ，再撤去管式

炉Ⅱ√123456789101112131415答案123456789101112131415答案氯化锌易吸水潮解，所以需要通入干燥的N2，B项正确；尾气吸收装置中含水，会使ZnCl2潮解，所以尾气吸收装置前应增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶，C项正确。14.实验室常见气体制备装置及收集方法如图。(1)实验室中可用装置a制取O2或NH3，反应的化学方程式分别为123456789101112131415答案

，

。2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO32KCl+3O2↑)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(2)实验室中可用装置b制取O2、NH3、Cl2、CO2、SO2、NO2等气体，则制取Cl2的化学方程式为__________________________________________，制取NO2的化学方程式为

。若利用该装置用浓氨水和NaOH固体制取NH3，其原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OCu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

123456789101112131415答案(3)实验室用过氧化氢溶液及少量MnO2制取O2，可选用

(填字母)装置收集