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4-2 气体制备实验（解答题）
该题型为综合性实验题，通常以气体制备为主线，串联气体发生、净化、收集、反应、检验等多个环
节。
典型特征包括：
1.
多装置组合：常见启普发生器、分液漏斗+锥形瓶、U 型管、洗气瓶、干燥管、硬质玻璃管等。
2.
多任务融合：除制备外，常涉及除杂、干燥、催化反应、产物收集与检验等。
3.
图文结合：题干常配实验装置图，要求学生识图、补图、分析装置作用。
4.
设问层次分明：从仪器名称、操作步骤到现象分析、误差判断、方案评价等，逐步深入。
考查维度
具体内容
考查方式
基础知识
常见气体的制备原理、化学方程式、仪器名称、
基本操作。
填空、写方程式、选仪器、判断操
作目的。
实验技能
装置连接顺序、气密性检查、除杂与干燥方法、
气体收集与尾气处理。
排序题、补全装置、说明装置作
用。
分析能力
实验现象与原理的联系、误差分析、方案评价与
改进。
解释现象、判断结论合理性、分析
误差来源。
综合应用
将气体制备与物质性质、反应原理、定量计算结
合。
结合流程图、数据计算转化率、判
断产物成分。
提取题干信息：明确制备的气体、原料、条件、目标产物。
分析装置图：
识别各部分功能（发生、净化、反应、收集、尾气处理）。
注意箭头方向、试剂名称、开关位置。
联系化学原理：
写方程式（注意条件、状态符号）。
判断杂质气体及除杂方法。
按气流方向推理：
从发生到收集，依次考虑干燥、除杂、防倒吸、防氧化等。
检查逻辑完整性：
是否涵盖“制备→纯化→反应→检验→处理”全流程。
是否考虑安全与环保。
模块
要点
气体发生装置
固固加热型、固液不加热型、液液加热型；启普发生器原理。
除杂与干燥
常见干燥剂（浓硫酸、碱石灰、无水CaCl₂、P₂O₅）；除杂试剂选择原则。
气体收集方法
向上/向下排空气法、排水法、排饱和溶液法。
尾气处理
吸收法（如NaOH 吸收SO₂）、燃烧法、防倒吸装置。
气体制备实例
O₂（H₂O₂/MnO₂）、NH₃（铵盐+碱）、SO₂（亚硫酸盐+酸）、H₂（Zn+H₂SO₄）等。
检验方法
如O₂（带火星木条）、NH₃（湿润红色石蕊试纸）、SO₂（品红溶液）等。
定量计算
转化率、产率、气体体积与物质的量换算。
易错点
说明
装置连接顺序错误
干燥应在除杂之后，收集应在干燥之后。
干燥剂选择不当
如用碱石灰干燥酸性气体（如SO₂、CO₂）。
忽略“气密性检查”
在操作步骤中常被考查，如“先检查气密性再加药品”。
现象描述不准确
如“颜色变浅”应说明“红棕色气体逐渐变浅”。
方程式未配平或漏状态
尤其注意“↑”“↓”和反应条件。
忽略杂质干扰
如乙醇也能使酸性KMnO₄ 褪色，不能直接证明乙醛存在。
防倒吸装置缺失
在处理易溶于水的气体（如NH₃、HCl）时常见。
【典例】
【审题】
1．（2021·天津·高考真题）某化学小组同学利用一定浓度的
H2O2溶液制备O2，再用O2氧化C2H5OH，并检验氧化产
物。
Ⅰ．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 。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
Ⅱ．氧化C2H5OH
该小组同学设计的氧化C2H5OH 的装置如图(夹持装置省略)
1.
快速浏览：题目分为“ 制备
O₂”→“氧化C₂H₅OH”→“检验产物”
三部分，实验流程图清晰。
2.
识别装置：
o
甲：分液漏斗+锥形瓶（固
液不加热）。
o
乙：简易启普发生器（可控
制反应进行与停止）。
o
丙：可移动催化剂装置（可
控反应速率）。
3.
明确任务：
o
（1）～（4）围绕O₂ 制备
装置的选择、操作、安全措
施、特点展开。
o
（5）补全干燥装置（氧气
用浓硫酸干燥）。
o
（6）判断检验方案的合理
性（注意乙醇的干扰）。
4.
关键提示：
o
“关闭K₁”时，装置内压强
增大，液体被压回长颈漏
斗。
o
安全管液面上升提示压强过
大，应打开K₂ 泄压。
o
乙醇易挥发，干扰乙醛检
验。
（5）在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。
Ⅲ．检验产物
（6）为检验上述实验收集到的产物，该小组同学进行了如下实
验并得出相应结论。
实验序
号
检验试剂和反应条件
现象
结论
①
酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
产物含有乙
醛
②
新制Cu(OH)2，加热
生成砖红色
沉淀
产物含有乙
醛
③
微红色含酚酞的
NaOH 溶液
微红色褪去
产物可能含
有乙酸
实验①~③中的结论不合理的是 (填序号)，原因是
。
【答案】（1）分液漏斗 锥形瓶
（2） 刚好没过MnO2固体 试管内的H2O2溶液被压入
长颈漏斗中，与MnO2分离
（3） 液面上升 打开弹簧夹K2
（4）ab
（5）
（6） ① 乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色
【解析】用双氧水和催化剂制取氧气。制得的氧气经干燥后进
入盛有乙醇的圆底烧瓶中，和热的乙醇一起进入硬质玻璃
管中，在铜的催化作用下发生乙醇的催化氧化反应生成乙
醛。生成的乙醛进入试管中，被冷凝收集。
（1）根据仪器构造可知，甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗
和锥形瓶；
（2）乙装置是启普发生器的简易装置，可以随时控制反应的发
生和停止。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溶液至刚好没过MnO2固体，此时可
以产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止，关闭活
塞K1，此时由于气体还在产生，使容器内压强增大，可观
察到试管内的H2O2溶液被压入长颈漏斗中，与MnO2分
离；
（3）丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液，可用于制备较多O2，
催化剂铂丝可上下移动可以控制反应速率。制备过程中如
果体系内压强过大，H2O2溶液会被压入安全管中，可观察
到安全管中液面上升，圆底烧瓶中液面下降。此时可以将
铂丝抽离H2O2溶液，使反应速率减慢，还可以打开弹簧夹
K2，使烧瓶内压强降低；
（4）a．催化剂铂丝可上下移动可以控制制备反应的开始和结
束，a 正确；
b．催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越快，可通过调节
催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率，b 正确；
c．丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液，与乙装置相比，可用于制
备较多O2，但产物中的O2含量和杂质种类和乙中没有区
别，c 错误；
故选ab；
（5）氧气可以用浓硫酸干燥，所以可以用一个洗气瓶，里面盛
装浓硫酸干燥氧气，如图
；
（6）实验①不合理，因为乙醇有挥发性，会混入生成的乙醛
中，乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以酸性高锰酸
钾溶液褪色不能证明产物中含有乙醛。
1．（2016·全国I 卷·高考真题）氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件
下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，用小
写字母表示)。
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X 中，硬质玻璃管Y 中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2
夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X 中的气体缓慢通入Y
管中
①Y 管中
②反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y 管中有少量水珠
生成的气态水凝集
打开K2
③
④
【答案】 A(或B) 2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B NH3·H2O
NH3↑+H2O)
d→c→f→e→i 红棕色气体慢慢变浅 8NH3+6NO2
7N2 +12H2O Z 中NaOH 溶液产
生倒吸现象 反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外压
【解析】（1）①实验室可以用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气，反应物状态为固体，反应
条件为加热，所以选择A 为发生装置，反应方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O，也
可以选择装置B 用加热浓氨水的方法制备氨气，反应方程式为NH3·H2O
NH3↑+H2O，故答案为A
(或B)；Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O(或B NH3·H2O
NH3↑+H2O)；
②实验室制备的氨气中含有水蒸气，氨气为碱性气体，应选择盛有碱石灰的干燥管干燥气体，氨气极易
溶于水，密度小于空气密度，所以应选择向下排空气法收集气体，氨气极易溶于水，尾气可以用水
吸收，注意防止倒吸的发生，所以正确的连接顺序为：发生装置→d→c→f→e→i；故答案为
d→c→f→e→i；
（2）打开K1，推动注射器活塞，使X 中的气体缓慢充入Y 管中，则氨气与二氧化氮发生归中反应 生
成无色氮气，所以看到现象为：红棕色气体慢慢变浅；根据反应8NH3+6NO2
7N2+12H2O 以及
装置恢复至室温后气态水凝聚可判断反应后气体分子数减少，Y 装置内压强降低，所以打开K2在大
气压的作用下Z 中NaOH 溶液发生倒吸，故答案为红棕色气体慢慢变浅；8NH3+6NO2
7N2
+12H2O；Z 中NaOH 溶液产生倒吸现象；反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外压。
2．（2025·海南·一模）硫化锂(
)是一种重要的无机化合物，广泛应用于光电材料等领域。实验室用
粗锌(含少量铜、
)和稀硫酸反应制备
，并用制得的
还原
制备
，实验装置如图
所示。
已知：
在空气中易潮解。
回答下列问题：
（1）制备下列气体，能用A 装置作气体发生装置的是 (填标号)。
选项
气体
试剂
a
浓盐酸、二氧化锰
b
浓硫酸、亚硫酸
钠
c
稀盐酸、大理石
（2）粗锌中杂质
与稀硫酸反应的离子方程式为 。
（3）B 装置的作用为 ；E 装置中盛放的试剂最好是 (填标号)。
A．无水
B．无水
C．
（4）甲同学探究所得
样品中是否含有一定量的
杂质，进行如下实验：取少量
样品置于
反应装置中，加入足量的稀盐酸，将生成的气体通入品红溶液中，发现品红溶液未褪色，甲同学认
为样品中不含
。
甲同学的结论 (填“合理”或“不合理”)，其原因为 。
【答案】（1）c
（2）
（3） 除去氢气中的硫化氢杂质 B
（4） 不合理 酸性条件下，
与
发生氧化还原反应，无
气体生成(合理即可)
【解析】本实验中装置A 为制备H2的发生装置，原理为：Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑，
FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S，即制得的H2中含有杂质H2S，通过装置B 中的CuSO4溶液来除去，
CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4，由于Li2S 易水解，故H2需经过C 装置中的浓硫酸来干燥，D 为制备Li2S
的发生装置，E 装置的主要目的为防止空气中的水蒸气进入装置D 中，引起Li2S 发生水解，最后进
行尾气处理即可，据此分析解题。
（1）A 装置是气体发生装置，属于固液不加热制气装置，且固体是块状不溶于水。
a.浓盐酸与二氧化锰反应制氯气需要加热，a 项不符合题意；
b.亚硫酸钠为粉末状易溶于水的固体，不能在有孔塑料板放置，b 项不符合题意；
c.大理石为块状不溶于水的固体，且反应不需要加热，可以使用该装置制取CO2气体，c 项符合题意；
故选c。
（2）
难溶于水，与稀硫酸反应的离子方程式为
。
（3）
能和
溶液反应：
，故B 装置的作用为除去氢气中的硫化
氢杂质。D 装置中
还原硫酸锂制备硫化锂，根据质量守恒可知，还会生成水，因硫化锂易潮
解，E 装置中盛有无水
，吸收反应生成的水并防止空气中的水蒸气进入D 装置，无水
主要用于水蒸气的检验，干燥能力差，而
不与水反应，B 项符合题意。
（4）因酸性条件下发生反应：
，故即使样品中有
，通入品红溶液
的气体也可能没有
。故该结论不合理，原因为酸性条件下，
与
发生氧化还原反应，无
气体生成(合理即可)。
3．（2024·福建龙岩·三模）
还原法回收利用
是治理烟气的重要课题，某兴趣小组对此开展了有
关实验探究，回答以下问题：
（1）选用下列装置，在实验室制取并收集干燥的
。
①装置
中盛放的试剂为 。
②按气流方向，各装置接口连接顺序为
(按气流方向，用小写字母表示)；
（2）利用如下装置，探究在
和
催化下，
还原
回收硫磺的效率。已知：
、
装置分别盛有
溶液和醋酸二氨合铜溶液。反应时混气装置内
、
体
积分数分别为
、
。
①管式电阻炉中发生反应的化学方程式为 。
②装置I 的作用是 。
③涉及的实验操作有：
a．通入氮气一段时间
b．按上述比例通入
、
和
混合气体
c．加热管式炉
d．停止加热，冷却
e．停止通入
、
和
混合气体
f．测定H 中相关物质的量
正确的操作顺序为
。
④上述反应结束后，先将
中过量的
除去，再以淀粉溶液为指示剂，用
标准碘溶
液滴定，消耗标准溶液
。已知实验过程中通入混合气体总体积为
(已折算为标况)。
i．滴定终点的现象为 。
ii．
转化率为 。
iii．若将装置
、互换顺序，重复实验，测定结果将 (填“偏大”、“偏小”或“无影
响”)。
⑤工业上利用上述原理获得的硫磺粗品含有碳单质，可以用二硫化碳提纯。
i．二硫化碳难溶于水，从结构角度解释 。
ii．提纯的主要操作包括： 、 、蒸馏。
【答案】（1）
或
(
)
（2）
吸收未反应的
，防止污染空气
滴
入最后半滴碘溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色
偏大
属于
非极性分子，而
属于极性分子 溶解 过滤
【解析】装置B 中70%浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫，C 干燥二氧化硫，可选用P2O5或
CaCl2，D 中用向上排空气法收集二氧化硫，F 中吸收二氧化硫，防止污染空气故装置的连接顺序
为：B
C
D
F(或B
C
D
C
F)。
（1）根据分析，C 中试剂为：P2O5或CaCl2；②按气流方向，各装置接口连接顺序为
(
)；
（2）混气装置将气体混合完成后，在管式电阻炉中反应，G 中收集硫磺，H 吸收未反应完的SO2，H 吸
收未反应完的CO。
①管式电阻炉中发生
还原
回收硫磺的反应，化学方程式为：
；
②装置I 的作用是：吸收未反应的
，防止污染空气；
③实验开始时先用氮气将装置中的空气排干净，再按一定比例通入混合气体，加热管式炉进行反应，停
止通气后再通一段时间氮气，将装置中未反应完的气体除去，最后测定H 中相关物质的量，故操作
顺序为：
；
④滴定终点的现象为：滴入最后半滴碘溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；滴定时发生的
反应为：
，故关系式：
，
转化率为
；若将装置
、互换顺序，亚硫酸根被空气中氧气氧
化，消耗的碘单质的物质的量偏少，故重复实验，测定结果将偏大；
⑤
属于非极性分子，而
属于极性分子，故二硫化碳难溶于水；硫磺溶于
而碳难溶于
，
故先溶解后再过滤，滤液蒸馏得到硫磺。
