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第28 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，可将发生装置分为三类：
(1)固体＋固体――→气体
制备气体：______、______、CH4等。
(2)固体＋液体(或液体＋液体)――→气体
制备气体：Cl2、C2H4等。
(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
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(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
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
常见试剂
浓H2SO4(酸性、
强氧化性)
无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱
性)
Cu、CuO、Mg
等
2
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当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的装置Ⅳ除O2，除杂试剂是______。
5．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
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
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H2、O2等。若将广口瓶中的液体
更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS 溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl 或NH3。
(2)装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将液体由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(见图a、b、c)
3
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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。
8．防倒吸装置
肚容式
分液式
一、一种装置多种用途
1．(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)2＋NH4Cl
NH3
B
MnO2＋HCl(浓)
Cl2
C
MnO2＋KClO3
O2
D
NaCl＋H2SO4(浓)
HCl
2.(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( )
4
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a 中反应
b 中检测试剂及现象
A
浓HNO3分解生成NO2
淀粉-KI 溶液变蓝
B
Cu 与浓H2SO4生成SO2
品红溶液褪色
C
浓NaOH 与NH4Cl 溶液生成NH3
酚酞溶液变红
D
CH3CHBrCH3与NaOH 乙醇溶液生成丙烯
溴水褪色
二、仪器装置的选择
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
O2
KMnO4
a
d
B
H2
Zn＋稀H2SO4
b
e
C
NO
Cu＋稀HNO3
b
c
D
CO2
CaCO3＋稀H2SO4
b
c
4.某化学研究性学习小组，按如图装置制备NaClO 溶液(部分夹持装置省去)。
(1)图中A 为实验室制备Cl2的发生装置，可以选用下列图中__________(填“甲”“乙”或
“丙”)装置，用该装置制备Cl2反应的化学方程式为________________________________。
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(2)B 装置中仪器a 的名称是______________，B 装置可除去氯气中的氯化氢杂质，此外还有
________________________________________________________________________( 写出一
点)的作用。
(3)反应一段时间后，经测定C 瓶溶液的pH＝12，预测其中溶质除NaCl 外，还可能有
______________(填化学式)。
5．某实验小组设计如图所示装置制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，部分夹持装置省略。
已知：Ⅰ.Na2SO3＋SO2===Na2S2O5
Ⅱ.Na2S2O5易溶于水，微溶于乙醇。性质活泼，受潮易分解，露置空气中易被氧化成硫酸钠。
(1)仪器组装结束，检查装置气密性并加入实验药品，开始实验需进行的第一步操作是
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(2)装置Ⅱ中的试剂最好选用______________________________________________________，
该装置的作用是_________________________________________________________________。
(3)装置Ⅳ用于处理尾气，可选用的合理装置为__________(填字母)。
三、仪器的连接
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→g
B．制备收集NO：连接b→c→e→d
C．制备收集NH3：连接b→d→e→c
D．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d
7．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( )
6
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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→M
B
浓硝酸
Na2SO3
检验SO2的氧化性
品红溶液
M→N
C
浓氨水
碱石灰
收集贮存氨气
饱和NH4Cl 溶液
N→M
D
浓盐酸
MnO2
检验Cl2的氧化性
Na2S 溶液
M→N
四、实验装置的改进与创新
8．(2023·湖南永州市第一中学高三联考)FeCl3(易升华)是常见的化学试剂，可通过下列实验
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
9．[2021·天津，15(1)(2)(3)(4)]某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备O2。
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MnO2制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打
开活塞K1，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H2O2溶液至____________________________
______________________________________________________________________________。
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欲使反应停止，关闭活塞K1即可，此时装置中的现象是______________________________
_______________________________________________________________________________
。
(3)丙装置可用于制备较多O2，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，
安全管中的现象是______________________，此时可以将铂丝抽离H2O2溶液，还可以采取
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O2含量高、杂质种类少
10．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____________。
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