第41讲　常见气体的实验室制法

第41讲常见气体的实验室制法复习要求1.掌握常见气体的制备、净化、收集及尾气处理的方法；2.能对整套气体制备及性质实验装置进行分析，并能处理相关问题。【知识梳理】一、常见气体发生装置1.固体＋固体气体2.固体(液体)＋液体气体3.固体＋液体—→气体小题对点过判断正误，错误的说明原因。①________，________________。

②________，________________。

③________，________________。

④________，________________。

⑤________，________________。

⑥________，________________。

答案①MnO2需与浓盐酸并加热才能反应生成Cl2，1mol·L－1HCl浓度太小，一般认为制备Cl2的浓盐酸浓度至少要6mol·L－1以上才能发生反应②稀硫酸与Cu不反应，制备SO2需要浓硫酸与Cu并加热才能制备③H2SO4与CaCO3生成微溶的CaSO4附着在CaCO3表面，阻碍反应进一步进行，应改用稀盐酸④硝酸铵分解产物复杂，不能产生氨气，且受热易爆炸⑤需温度计测量反应液温度，水银球应插入液面以下，但不能与烧瓶底接触⑥电石与水反应剧烈，且生成氢氧化钙糊状物，不能用启普发生器制取乙炔二、气体净化(干燥)装置1.设计原则根据主要气体及杂质气体的性质差异来选择除杂试剂及除杂装置。2.除杂装置基本类型装置示意图适用范围试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体小题对点过(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________。

答案(1)饱和NaCl溶液(2)饱和NaHCO3溶液由CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO3-可知，增大HCO3-的浓度平衡左移，所以在饱和NaHCO3溶液中，CO2的溶解度较小(3)饱和NaHSO3溶液(4)饱和三、气体的收集与尾气处理1.气体的收集方法及装置收集方法收集装置适用的气体排水法收集不与水反应且难溶于水的气体，如，H2、O2、NO、CH4、C2H4等向上排空气法收集密度比空气大得多，且不反应的气体，如:Cl2、CO2、SO2、NO2、HCl、H2S等向下排空气法收集密度比空气小得多，且不反应的气体，如H2、NH3等2.尾气处理装置小题对点过制取下列有害气体，如何尾气处理。有害气体尾气处理方法Cl2SO2NO2H2SHClNH3CO、H2答案用NaOH溶液吸收用CuSO4溶液或NaOH溶液吸收用水吸收用水或浓硫酸吸收点燃【知能通关】1.下列实验室制取、干燥、收集NH3并进行尾气处理的装置能达到实验目的的是()A.用装置甲制取NH3B.用装置乙干燥NH3C.用装置丙收集NH3D.用装置丁吸收NH3答案D解析加热固体时，试管口应略向下倾斜，不能达到实验目的，A不符合题意；NH3会与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥NH3，不能达到实验目的，B不符合题意；NH3的密度小于空气，收集NH3时，气体应“短进长出”，不能达到实验目的，C不符合题意；NH3极易溶于水，可用水直接吸收NH3，且要有防倒吸措施，能达到实验目的，D符合题意。2.实验室制取SO2时，下列装置能达到实验目的的是()A.图甲:生成SO2 B.图乙:干燥SO2C.图丙:收集SO2 D.图丁:吸收SO2答案D解析浓硫酸与铜片在加热条件下才能反应生成SO2，不能达到实验目的，A不符合题意；碱石灰能吸收SO2，不能达到实验目的，B不符合题意；SO2的密度比空气大，应从长导管进气，不能达到实验目的，C不符合题意。3.下列制取少量Na2CO3的实验原理和装置能达到实验目的的是()A.用装置甲制取CO2B.用装置乙除去CO2中混有的HClC.用装置丙制取NaHCO3D.用装置丁加热NaHCO3答案A解析用饱和NaHCO3溶液可以除去CO2中混有的HCl气体，但混合气体进入洗气瓶时，应“长进短出”，B错误；应该向溶有足量NH3的饱和食盐水中通入CO2，C错误；加热固体时，试管口应略向下倾斜，D错误。▶我的收获知识建构感悟笔记常见气体制备与综合实验流程1.方法规律:

2.盲点误区:

体验真题感知高考1.(真题重组)下列实验的相应操作中，不正确的是()A.(2025·北京卷)制备并检验SO2B.(2025·北京卷)实验室制取O2为防止有害气体逸出，先放置浸NaOH溶液的棉团，再加热实验结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯C.(2025·黑吉辽内蒙古卷)除去Cl2中的HClD.(2025·黑吉辽内蒙古卷)制备少量NO避免其被氧化答案C解析A.先放置浸NaOH溶液的棉团，再加热，可用氢氧化钠溶液吸收，防止有害气体逸出，A正确；B.实验结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，可防止水槽中的水倒吸，避免试管炸裂，B正确；C.碱石灰为NaOH和CaO的混合物，既能吸收HCl又能吸收Cl2，C错误；D.反应生成硝酸铜、NO和水，NO难溶于水，U形管左侧与大气隔绝，可防止NO被氧化，D正确。2.(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H2SO4C.大理石与稀HClD.Al2S3固体与水答案C解析电石与饱和NaCl溶液反应制备乙炔，乙炔可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使酸性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可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使酸性KMnO4溶液褪色，B不符合题意；大理石与稀HCl反应制备CO2，CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色，C符合题意；Al2S3固体遇水发生水解反应生成Al(OH)3和H2S，H2S可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使酸性KMnO4溶液褪色，D不符合题意。3.(2024·广东卷)1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是()AB制备Cl2净化、干燥Cl2CD收集Cl2验证Cl2的氧化性答案A解析A.利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意；B.实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意；C.氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意；D.H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意。4.(2023·天津卷)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答案D解析A.NO与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故不选A；B.二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2，反应需要吸热，缺少加热装置，故不选B；C.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；D.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。1.高考热点:

2.新考法新角度:

分层训练提升考能基础落实1.常温下，可以用下列仪器制备某些气体，其中，可利用大气压原理控制反应(即控制反应的发生停止)的是()答案B解析“控制”反应的含义是控制反应的发生和停止，启普发生器引发反应的操作是旋开活塞，液体在重力作用下流下，固体和液体接触，开始发生反应；关闭活塞，容器内气体压强增大，将液体压回漏斗中，使固体和液体脱离，停止反应，其余装置能控制反应发生，不能控制反应停止。2.(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＋稀盐酸答案C解析利用固体NH4Cl和熟石灰混合加热制取氨气，需要使用固固加热制气装置；图中装置不合理，不能完成相应气体的发生和收集实验，C符合题意。3.(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答案D解析A.MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2，为固液加热的反应，该装置可用于制备Cl2，A项正确；B.C2H4不溶于水，可选择排水法收集，B项正确；C.挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH3溶解，烧瓶中气体大量减少压强急剧降低，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；D.Na2CO3与HCl、CO2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.(2021·海南卷)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()选项气体abAH2S稀H2SO4FeSBO2H2O2溶液MnO2CNO2浓HNO3铁片DNH3浓氨水CaO答案B解析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。5.实验室加热分解氯酸钾(二氧化锰作催化剂)制氧气，并且利用其废渣制氯气，下列图示装置和原理不能达到目的的是()A.制备氧气B.收集氧气C.制备氯气D.尾气吸收答案D解析氯酸钾在二氧化锰催化下分解生成氯化钾和氧气，故A正确；氧气不易溶于水，可用排水法收集氧气，故B正确；二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水，可制取氯气，故C正确；氯气是有毒气体，能与NaOH溶液反应，尾气吸收应该选用NaOH溶液，故D错误。6.(2026·河北沧州期中)关于制备下列气体的说法不正确的是()A.在装置甲中用铜丝、稀硝酸制备NOB.在装置乙中用过氧化氢溶液、二氧化锰制备O2C.在装置丙中用铁屑、浓硫酸制备SO2D.在装置丁中用氢氧化钙和氯化铵固体制备NH3答案D解析氢氧化钙和氯化铵都是固体，固体加热制备氨时，试管口应略向下倾斜，D符合题意。7.(2025·石家庄模拟)实验室利用下列药品和装置，能制备并收集到相关气体的是()选项收集气体药品装置AH2Zn、稀硝酸a、dBNH3NH4Cl、Ca(OH)2c、fCC2H4乙醇、浓硫酸b、dDNOCu、稀硝酸a、e答案B解析Zn和稀硝酸反应不产生H2，A错误；NH4Cl、Ca(OH)2在加热下反应产生氨气，为固与固加热反应，选用c做发生装置，氨气的密度比空气小，选向下排空气法，收集装置选f，B正确；乙醇、浓硫酸在170℃产生C2H4，但b装置缺少温度计，C错误；Cu与稀硝酸生成NO，NO会和空气中的O2反应生成NO2，不能用排空气法收集，D错误。8.(2025·上海青浦区期中调研)下列制备、收集及尾气处理装置(部分夹持装置略去)，能达到实验目的的是()A.制备并收集氨气B.制备并收集NO2C.制备CO2D.制备并收集SO2答案D解析应使用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，A错误；NO2和水生成硝酸和NO，不能用排水法收集，B错误；稀硫酸和碳酸钙生成微溶硫酸钙，阻碍了反应进行，C错误；硫酸和亚硫酸钠生成二氧化硫，使用向上排空气法收集，尾气使用碱液吸收防止污染，D正确。能力提升9.根据实验目的设计的如下装置的连接中，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答案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；浓硫酸吸收多余的NH3，易发生倒