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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：____、____、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。
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3．常见气体典型制备装置举例
(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Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu 粉。
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)
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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
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“×”。
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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( )
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
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
二、气体制备装置的改进与创新
3．制备适量SO2，利用如图装置设计实验比较H2SO3、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱，并探究
SO2的化学性质，下列说法错误的是( )
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A．试剂Y 是品红溶液，用来检验产物是SO2
B．试剂Z 是NaOH 溶液，用来处理尾气
C．溴水褪色，证明SO2具有还原性
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．Ca3N2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
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＋2NH3=====Ca3N2＋3H2
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)
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(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__________________________。
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
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
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( )
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气体
液体
固体粉末
A
CO2
饱和Na2CO3溶液
CaCO3
B
Cl2
FeCl2溶液
Fe
C
HCl
Cu(NO3)2溶液
Cu
D
NH3
H2O
AgCl
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.(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
H2S
稀H2SO4
FeS
B
O2
H2O2溶液
MnO2
C
NO2
浓HNO3
铁片
D
NH3
浓氨水
CaO
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( )
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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
6.(2017·全国卷Ⅰ,10)实验室用H2还原WO3制备金属W 的装置如图所示(Zn 粒中往往含有硫
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KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
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
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