大单元三 第三单元 元素及其化合物知识的整合与提升
第1 讲 常见气体的制备
【高考考向预测】
常见气体制备涵盖氧气、氢气、二氧化碳、氯气、氨气、二氧化硫、一氧化氮、二氧化
氮等气体的反应原理、发生装置、除杂、干燥、收集、验满及尾气处理，侧重装置选择、试
剂搭配、操作正误判断与异常现象分析，常融合实验综合题、选择题、工艺流程题考查；近
三年为高考化学实验高频考点，考频极高；预测2027 年偏向结合化工情境考查混合气体制备
与分离，强化非常规装置创新应用、尾气处理方案设计及实验误差分析。
【双基自测●明考向】
1.实验室制取氨气时，可选用无水氯化钙作为干燥剂。
2.收集一氧化氮气体可以采用向上排空气法。
3.实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气，多余氯气可用氢氧化钠溶液吸收。
4.制取二氧化碳时，可用稀硫酸代替稀盐酸与大理石反应。
5.干燥二氧化硫气体可以使用浓硫酸。
6.用排水法收集氧气时，应先熄灭酒精灯再移出导管。
7.实验室制备氢气，可用锌粒和稀硝酸反应制取。
8.氨气密度小于空气，可采用向下排空气法收集。
9.二氧化氮气体既可以用排水法，也可以用排空气法收集。
10.制备氯气、氨气的发生装置均需要加热。
【核心梳理●明考点】
考点一 气体制备装置
1.常见气体的发生装置
(1)固体+固体
气体
发生装置如图a,制备气体:O2、NH3 等。
(2)固体(液体)+液体
气体
发生装置如图,制备气体:Cl2、CH2==CH2等。
(3)固体+液体(不加热)――→气体
发生装置如图,制备气体:选择合适的试剂和装置能制取中学化学中常见的气体,如NH3(生石灰、
浓氨水)、O2(MnO2、H2O2溶液)、Cl2(KMnO4、浓盐酸)、SO2(Na2SO3、浓硫酸)等。
2.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
3.气体收集装置
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
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
4.尾气处理装置
a 用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体,如用NaOH 溶液吸收Cl2、CO2等。
b 用于收集少量气体。
c、d 用于吸收极易溶且溶解很快的气体,如HCl、HBr、NH3等;其中d 吸收量少。
e 用于处理难以吸收的可燃性气体,如H2、CO 等。
【考点突破●明方向】
1.(2025·河北模拟)利用下列装置可以制取并收集纯净气体(尾气处理装置省略，乙中装浓硫酸)
的是( )
选项
制备气体
药品
A
NO
Cu、稀硝酸
B
SO2
饱和NaHSO3溶液、75%浓硫酸
C
H2
粗锌、稀硫酸
D
Cl2
KMnO4、浓盐酸
2.(2025·重庆一中月考)下列根据实验目的设计的装置连接中，正确的是( )
A.制备收集NH3：连接b→d→e→g
B.制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d
C.制备收集SO2：连接b→c→g
D.制备收集H2S：连接b→c→e→d
3.(2025·海南模拟)某小组在实验室做HCl 红色喷泉实验，下列原理、装置或操作错误的是(
)
A.制备HCl 气体
B.干燥HCl
C.收集干燥的HCl
D.启动红色喷泉
4.(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
A
SO2
饱和Na2SO3溶液+浓硫酸
B
Cl2
MnO2+浓盐酸
C
NH3
固体NH4Cl+熟石灰
D
CO2
石灰石+稀盐酸
5.(2024·浙江6 月选考)下列说法不正确的是( )
A.装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物
B.图②标识表示易燃类物质
C.装置③可用于制取并收集氨气
D.装置④可用于从碘水中萃取碘
6.(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NO
B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2
C.NaOH 与浓氨水制备NH3
D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2
考点二 气体制备过程中反应条件的控制
1.排气方法
防止空气中的成分O2、CO2、水蒸气干扰实验,常用其他稳定的气体(如N2)排尽装置中的空气;
有时也可充分利用反应产物气体(如NH3、Cl2、SO2)等排尽装置中的空气。
2.控制气体的流速及用量
(1)用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。
(2)观察气泡,控制气流速度,如图1,可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶2 的混合气。
(3)平衡气压如图2 所示,用长玻璃管平衡气压,防堵塞。
3.压送液体
根据装置的密封性,让反应生成气体或消耗气体,产生压强差,将液体压入或倒流入另一反应容
器。
4.温度控制
(1)控制低温的目的:减少某些反应物或产品分解如H2O2;减少某些反应物或产品挥发,如盐酸、
氨水等;防止某物质水解,避免副反应发生等。
(2)采取加热的目的:加快反应速率或使平衡移动,加速溶解等。
(3)常考温度控制方式:
①水浴加热:均匀加热,反应温度100 ℃以下。
②油浴加热:均匀加热,反应温度100~260 ℃。
③冰水冷却:使某物质液化、降低产物的溶解度;减少其他副反应,提高产品纯度等。
【考点突破●明方向】
1.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
。
2.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)。
3.(2024·浙江1 月选考)H2S 可用于合成光电材料。某兴趣小组用CaS 与MgCl2反应制备液态
H2S,实验装置如图,反应方程式为CaS+MgCl2+2H2O===CaCl2+Mg(OH)2+H2S↑。
已知:①H2S 的沸点是-61 ℃,有毒;
②装置A 内产生的H2S 气体中含有酸性气体杂质。
请回答:
(1)仪器X 的名称是 。
(2)完善虚框内的装置排序:A→B→ →F→G
(3)下列干燥剂,可用于装置C 中的是 。
A.氢氧化钾
B.五氧化二磷
C.氯化钙
D.碱石灰
(4)装置G 中汞的两个作用是:①平衡气压;② 。
(5)下列说法正确的是 。
A.该实验操作须在通风橱中进行
B.装置D 的主要作用是预冷却H2S
C.加入的MgCl2固体,可使MgCl2溶液保持饱和,有利于平稳持续产生H2S
D.该实验产生的尾气可用硝酸吸收
【真题再现●明考向】
1.(2025·河北，7)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H2SO4
C.大理石与稀HCl
D.Al2S3固体与水
2.(2024·重庆，6)某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热
及夹持装置略)。下列说法错误的是( )
A.若制取NH3，则a 为浓氨水，b 可为氧化钙
B.若制取Cl2，则乙可盛饱和食盐水以除去HCl
C.若制取Cl2，则丙可作气体收集装置
D.若制取NH3，则丁可盛水用作尾气处理装置
1.(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( )
A
B
制备Cl2
净化、干燥Cl2
C
D
收集Cl2
验证Cl2的氧化性
2.(2024·贵州卷)下列装置不能达到实验目的的是( )
A.图①可用于实验室制NH3
B.图②可用于除去C2H2中少量的H2S
C.图③可用于分离CH2Cl2和CCl4
D.图④可用于制备明矾晶体
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Cl2
B.实验室收集C2H4
C.验证NH3易溶于水且溶液呈碱性
D.除去CO2中混有的少量HCl
4.(2022·北京卷)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
【限时训练】
（60 分钟）
基础落实
选择题只有1 个选项符合题意
1.用下列装置制取并收集NO2气体,其中最合理的是( )
2.下列实验仪器或药品选用错误的是( )
制取并收集氨气
除去Cl2中的HCl
A
B
吸收易溶于水的气体
检查装置气密性
C
D
3.利用对应试剂通过下列实验装置能实现相关气体制备与收集的是( )
选项
试剂a
试剂b
气体
A
稀硫酸
锌粒
H2
B
稀硫酸
硫化亚铁固体
H2S
C
稀硝酸
铜片
NO
D
浓盐酸
二氧化锰固体
Cl2
4.(2025·八省联考四川卷)下列装置或操作不能达到相应实验目的的是( )
A.制备干燥的NH3
B.制备无水FeCl3
C.除去CO2中
少量的HCl
D.萃取并分离溴水中的溴
5.实验室制备柠檬酸铁铵的流程如下:
FeCO3
柠檬酸亚铁
柠檬酸铁
柠檬酸铁铵
柠檬酸铁铵晶体
下列实验装置或操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取FeCO3
B.用装置乙制取NH3
C.用装置丙制取氨水
D.用装置丁分离出柠檬酸铁铵晶体
6.“化学多米诺实验”是利用化学反应中气体产生的压力,使多个化学反应依次发生,装置如图
所示。若在①~⑥中加入表中相应试剂,能实现“化学多米诺实验”且会使⑤中试剂褪色的是(
)
选项
A
B
C
D
①中试剂
稀硫酸
浓氨水
双氧水
盐酸
②中试剂
Zn
碱石灰
MnO2
大理石
③中试剂
浓盐酸
水
饱和食盐水
浓硫酸
④中试剂
Ca(ClO)2
Al2S3
CaC2
NaCl
⑤中试剂
FeCl2溶液
酸性KMnO4溶液
浓溴水
KMnO4溶液
⑥中试剂
NaOH 溶液
NaOH 溶液
KMnO4溶液
水和CCl4
7.实验室常见气体制备装置及收集方法如图:
(1) 实验室中可用装置a 制取O2 或NH3, 反应的化学方程式分别为
,
。
(2)实验室中可用装置b 制到O2、NH3、Cl2、CO2、SO2、NO2等气体,则制取Cl2的化学方程式
为
,
制取NO2的化学方程为 。
若利用该装置用浓氨水和NaOH 固体制取NH3,其原理是
。
(3)实验室用过氧化氢溶液及少量MnO2制取O2,可选用 (填字母)装置收集O2。
能力提升
8.三氯化碘(ICl3)被广泛应用于药物合成,其熔点33 ℃、沸点77 ℃,易水解。氯气与单质碘需在
温度稍低于70 ℃下反应制备ICl3。实验室制备ICl3的实验装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A.装置甲中固体可以用二氧化锰
B.装置乙仅起到除杂的作用
C.装置丁可以采用水浴加热
D.将戊换成丙可以达到相同的效果
9. 如图所示是实验室常用的气体制备、净化和收集装置。若依据反应H2C2O4
CO↑+CO2↑+H2O 制取一氧化碳,则合理的装置组合为( )
A.①⑤⑧
B.③⑤⑦
C.②⑤⑥
D.③④⑧
10.实验室常见气体制备及收集装置如图。
(1)实验室中可用装置a 制取O2或NH3，反应的化学方程式分别为 ， 。
(2)实验室中可用装置b 制取O2、NH3、Cl2、CO2、SO2、NO2等气体，则制取Cl2的化学方程
式为 ，制取NO2的化学方程式为 。
若利用该装置用浓氨水和NaOH 固体制取NH3，其原理是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液及少量MnO2制取O2，可选用 (填字母)装置收集O2。
11.某实验小组设计制备一定量KI 的实验(加热及夹持装置已省略)如下:
反应Ⅰ:3I2+6KOH===5KI+KIO3+3H2O
反应Ⅱ:3H2S+KIO3===3S↓+KI+3H2O
(1)实验开始前,先进行装置气密性检查:将C 中导管下端管口浸入液面以下,塞紧瓶塞,微热A 装
置,若 ,则气密性良好。
(2)在装置B 中先滴入KOH 溶液,待观察到三颈烧瓶中溶液颜色由 色变为 色,
停止滴入KOH 溶液;然后打开装置A 中分液漏斗活塞,待三颈烧瓶和烧杯中产生气泡的速率接
近相等时停止通气,反应完成。
(3)实验中不能用稀硝酸代替稀硫酸的根本原因是
。
(4)装置B 中所得KI 溶液经分离提纯后得到KI 粗产品,为测定KI 的纯度,称取1.0 g 样品溶于水,
然后用0.050 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定(2MnO4
−+16H++10I-===2Mn2++5I2+8H2O),杂质
不与酸性KMnO4溶液反应。平行滴定三次,滴定到终点平均消耗酸性KMnO4标准溶液20.00
mL,则样品的纯度为 (保留两位有效数字)。
