大单元三　第八章　第29讲　常见气体的实验室制备、净化和收集

化学

大一轮复习第八章第29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。(3)固体+液体(不加热)―→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___乙烯乙醇和浓硫酸___乙炔电石和饱和食盐水___c或deaebe

2.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Ⅰ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3.气体的收集方法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.(2024·重庆，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HClC.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√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，B正确；氯气密度大于空气，则丙中气体长进短出，可作氯气气体收集装置，C正确；氨气极易溶于水，尾气处理时丁中没有防倒吸装置，D错误。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5.(2024·安徽1月适应性测试)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√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

。(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

。恒压滴液漏斗平衡气压，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课时精练01KESHIJINGLIAN题号12345678答案BBCAABDA题号91011

12答案DDD

D答案1234567891011121314对一对答案123456789101112131413.

答案123456789101112131414.

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√1234567891011121314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100mL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1234567891011121314答案选项气体abAH2S稀H2SO4FeSBO2H2O2溶液MnO2CNO2浓HNO3铁片DNH3浓氨水CaO√1234567891011121314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：2H2O2

2H2O+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。1234567891011121314答案选项化学试剂制备气体ACa(OH)2+NH4ClNH3BMnO2+HCl(浓)Cl2CMnO2+KClO3O2DNaCl+H2SO4(浓)HCl√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1234567891011121314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。

气体液体固体粉末ACO2饱和Na2CO3溶液CaCO3BCl2FeCl2溶液FeCHClCu(NO3)2溶液CuDNH3H2OAgCl4.(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√1234567891011121314答案1234567891011121314答案通入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

1234567891011121314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。1234567891011121314答案√5.下列实验装置正确的是1234567891011121314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溶液分解制备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√1234567891011121314答案1234567891011121314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.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1234567891011121314答案√1234567891011121314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；1234567891011121314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.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1234567891011121314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√1234567891011121314答案稀硝酸和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。1234567891011121314答案9.(2024·苏州高三质量检测)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√1234567891011121314答案反应2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+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+2NH3

3Cu+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。10.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1234567891011121314答案√1234567891011121314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。11.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

+NH4Cl

NaCl+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√1234567891011121314答案1234567891011121314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。12.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Ⅱ1234567891011121314答案√1234567891011121314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。1234567891011121314答案(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_________

，______________________________________。2KMnO4Ca(OH)2+2NH4ClK2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO3

2KCl+3O2↑)CaCl2+2NH3↑+2H2O13.实验室常见气体制备装置及收集方法如图。1234567891011121314答案(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

1234567891011121314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O2。c或e14.实验室在如图所示装置(部分夹持装置已省略)中，用氨气和金属钠反应制得氨基钠(NaNH2)。已知：常温下氨基钠为白色晶体，熔点为210℃，沸点为400℃，露置于空气中遇水蒸气剧烈反应生成NaOH和NH3。金属钠的熔点为97.8℃，沸点为882.9℃。(1)实验时，应首先点燃装置

(填“①”