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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．气体制备实验的基本思路
2．重要气体的发生装置
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：____、____、CH 等。
4
(2)固体＋液体(或液体＋液体)――→气体
制备气体：Cl、C H 等。
2 2 4
(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。
3．常见气体典型制备装置举例(1)Cl 的实验室制备
2
(2)SO 的实验室制备
2
(3)NH 的实验室制备
3
4．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)气体干燥净化装置
类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热
装置图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
浓HSO
2 4
Cu、CuO、Mg
常见试剂 (酸性、强 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)
等
氧化性)当CO 中混有O 杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O，除杂试剂是Cu粉。
2 2 2
5．气体的收集方法
收集气体 可收集的
收集方法 收集装置
的类型 气体(举例)
难溶于水或微溶于
O、H、NO、
2 2
排水法 水，且不与水反应的
CO等
气体
向上排 密度大于空气且不与 Cl、SO 、
2 2
排
空气法 空气中的成分反应 NO 、CO
2 2
空
气
向下排 密度小于空气且不与
法 H、NH
2 3
空气法 空气中的成分反应
6.集气装置的创新——排液集气装置
(1)装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H、O 等。若将广口瓶中的液体
2 2
更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl。
2
②饱和NaHCO 溶液——收集CO。
3 2
③饱和NaHS溶液——收集HS。
2
④四氯化碳——收集HCl或NH 。
3
(2)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。
7．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(见下图a、b、c)①实验室制取Cl 时，尾气的处理可采用b装置。
2
②制取CO时，尾气的处理可采用a、c装置。
③制取H 时，尾气的处理可采用a、c装置。
2
8．防倒吸装置
肚容式 分液式
1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
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“×”。一、气体的制备、净化和收集
1．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( )
a中的 b中的 实验目的、试剂和操作
选项
物质 物质 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→M
B 浓硝酸 NaSO 检验SO 的氧化性 品红溶液 M→N
2 3 2
饱和NH Cl
4
C 浓氨水 碱石灰 收集贮存氨气 N→M
溶液
D 浓盐酸 MnO 检验Cl 的氧化性 NaS溶液 M→N
2 2 2
2.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C H：连接a→c→g
2 4
B．制备收集NO：连接b→c→e→d
C．制备收集NH ：连接b→d→e→c
3
D．制备收集Cl：连接a→f→c→e→d
2
二、气体制备装置的改进与创新
3．制备适量SO ，利用如图装置设计实验比较HSO 、HCO 和HSiO 的酸性强弱，并探究
2 2 3 2 3 2 3
SO 的化学性质，下列说法错误的是( )
2A．试剂Y是品红溶液，用来检验产物是SO
2
B．试剂Z是NaOH溶液，用来处理尾气
C．溴水褪色，证明SO 具有还原性
2
D．试剂X可以是酸性高锰酸钾溶液
4．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是(
)
5．Ca N 是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的
3 2
是( )
A．装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸
B．C中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋2NH =====Ca N＋3H
3 3 2 2
C．实验过程中，先启动装置A处反应，一段时间后再点燃装置C处酒精灯
D．从产品纯度考虑，装置C、D之间应该增加E装置
6．[2021·天津，15(1)(2)(3)(4)]某化学小组同学利用一定浓度的HO 溶液制备O。
2 2 2
该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)(1)甲装置中主要仪器的名称为____________________________。
(2)乙装置中，用粘合剂将MnO 制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打
2
开活塞K，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H O 溶液至__________________________。
1 2 2
欲使反应停止，关闭活塞K 即可，此时装置中的现象是_______________________________
1
________________________________________________________________________。
(3)丙装置可用于制备较多O ，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，
2
安全管中的现象是______________________，此时可以将铂丝抽离HO 溶液，还可以采取
2 2
的安全措施是______________________________。
(4)丙装置的特点是______________(填序号)。
a．可以控制制备反应的开始和结束
b．可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率
c．与乙装置相比，产物中的O 含量高、杂质种类少
2
1．(2022·北京，10)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生
成的是( )
a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓HNO 分解生成NO 淀粉KI溶液变蓝
3 2
B Cu与浓HSO 生成SO 品红溶液褪色
2 4 2
C 浓NaOH与NH Cl溶液生成NH 酚酞溶液变红
4 3
D CHCHBrCH 与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
3 3
2.(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( )气体 液体 固体粉末
A CO 饱和NaCO 溶液 CaCO
2 2 3 3
B Cl FeCl 溶液 Fe
2 2
C HCl Cu(NO ) 溶液 Cu
3 2
D NH HO AgCl
3 2
3.(2021·北京，5)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( )
气体 试剂 制备装置 收集方法
A O KMnO a d
2 4
B H Zn＋稀HSO b e
2 2 4
C NO Cu＋稀HNO b c
3
D CO CaCO ＋稀HSO b c
2 3 2 4
4.(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( )
选项 气体 a b
A HS 稀HSO FeS
2 2 4
B O HO 溶液 MnO
2 2 2 2
C NO 浓HNO 铁片
2 3
D NH 浓氨水 CaO
3
5.(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )选项 化学试剂 制备气体
A Ca(OH) ＋NH Cl NH
2 4 3
B MnO ＋HCl(浓) Cl
2 2
C MnO ＋KClO O
2 3 2
D NaCl＋HSO (浓) HCl
2 4
6.(2017·全国卷Ⅰ,10)实验室用H 还原WO 制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫
2 3
等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )
A．①②③中依次盛装KMnO 溶液、浓HSO 、焦性没食子酸溶液
4 2 4
B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度
C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热
D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
