文档文本内容
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：O2、NH3、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
第26 讲 常见气体的实验室制备、净化和收集
01 了解常见气体的制备原理、装置及改进。
02 能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
重点·夯基易错
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)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
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)
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“×”。
气体制备装置的改进
方法·规律总结
(1)
改进的目的：用于加热易溶化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如用草
酸晶体受热分解制取CO2气体。
(2)“固体＋液体―→气体”装置的创新
(3)“固(液)＋液――→气体”装置的创新
图A 的改进优点是能控制反应液的温度。
图B 的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。
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( )
点拨·能力培养
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
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( )
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
真题·明考向
1．（2024·河北·高考真题）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
饱和
溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
固体
熟石灰
D
石灰石+稀盐酸
A．A
B．B
C．C
D．D
2．（2024·广东·高考真题）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
净化、干燥
C
D
收集
验证
的氧化性
A．A
B．B
C．C
D．D
3．（2023·天津·高考真题）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
4．（2023·江苏·高考真题）实验室制取
的实验原理及装置均正确的是
A．制取
B．除去
中的HCl
C．收集
D．吸收尾气中的
A．A
B．B
C．C
D．D
5．（2023·北京·高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A．实验室制
B．实验室收集
C．验证
易溶于水且溶液呈碱性D．除去
中混有的
少量
6．（2022·广东·高考真题）实验室用
和浓盐酸反应生成
后，按照净化、收集、性质检验及尾气
处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A．A
B．B
C．C
D．D
7．（2021·海南·高考真题）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
稀
B
溶液
C
浓
铁片
D
浓氨水
A．A
B．B
C．C
D．D
1．（2024·浙江杭州·模拟预测）下列关于实验室制备
的描述均正确的是
A．制
B．除去
中的HCl
C．收集
D．吸收尾气中的
2．（2024·山东德州·三模）实验室制备下列如图气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
演练·提能力
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
浓硝酸
B
C
石灰石
稀硫酸
D
浓硫酸
A．A
B．B
C．C
D．D
3．（2024·湖北武汉·一模）用下列实验装置完成相应实验，能达到实验目的的是
A．用装置甲制备
B．用装置乙除去
中的HCl 并干燥
C．用装置丙制备少量
D．用装置丁比较Cl、Br、S 元素的非金属性
4．（2024·江西·模拟预测）实验室用如图装置和相关药品可以制备并收集相应气体的是
选项
装置
药品
制备气体
A
浓盐酸
B
电石、饱和食盐水
C
、30%双氧水
D
铜片、稀硝酸
NO
A．A
B．B
C．C
D．D
5．（2024·河北·三模）实验室加热分解氯酸钾(二氧化锰作催化剂)制氧气，并且利用其废渣制氯气，下列
图示装置和原理不能达到目的的是
A．制备氧气
B．收集氧气
C．制备氯气
D．尾气吸收
A．A
B．B
C．C
D．D
6．（2024·山东日照·二模）用下列仪器或装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A．除去
中的
气体
B．收集
气体
C．配制
溶液
D．制备少量乙炔气体
A．A
B．B
C．C
D．D
7．（2024·安徽池州·二模）实验室制备某常见气体的装置如图所示，其中①、②、③、④分别为制备、除
杂(除非水杂质，如无必要可省略)、干燥和收集装置，下列组合中可行的是
选项
A
B
C
D
气体
氧气
氯气
氢气
乙炔
除杂试剂
氯化亚铁溶液
饱和食盐水
氢氧化钠溶
硫酸铜溶液
液
干燥剂
氯化钙
生石灰
浓硫酸
碱石灰
A．A
B．B
C．C
D．D
8．碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症，其制备反应的化学方程式为2LaCl3＋
6NH4HCO3===La2(CO3)3↓＋6NH4Cl＋3CO2↑＋3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。
下列说法错误的是( )
A．导管的连接顺序为f→a→b→d，e←c
B．X 中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液
C．球形干燥管的作用为防倒吸
D．Z 中通入气体的方式是先通入足量CO2，后通入过量的NH3
9．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
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
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
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
12．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
13．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
14．（2024·安徽滁州·一模）根据下列装置，回答问题：
(1)图中仪器a 的名称是 。
(2)实验室常用 (填药品名称)来制取二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为 ；其
发生装置可用A 或B，与A 装置相比，B 装置的优点是 。
(3)若用C 装置加热高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。
(4)若用活泼金属单质和稀盐酸反应制取纯净、干燥的H2，请从这些装置中选择并连接成一套组合装置，按
照气流从左到右的流向，写出所选装置接口的连接顺序：b→ 。
15．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)
(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 。
16．（2024·陕西安康·模拟预测）过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可。
与水以任意比例混溶，是一种强氧化剂。其一般以30%~60%的水溶液形式存放，水溶液俗称双氧水，适用
于医用伤口消毒，环境消毒和食品消毒等。回答下列问题：
(1)实验室中利用反应2H2O2
2H2O+O2↑制取O2，可选用的发生装置是 (填字母，下同)，收
集O2可选用的装置是 (填字母)。
(2)实验室中欲用34%H2O2溶液(密度为1.127g/cm3)配制250mL1.50mol/L H2O2溶液，所需34% H2O2溶液的
体积为 mL(保留三位有效数字)。
(3)过氧化氢是一种二元弱酸，写出H2O2的第一步电离方程式：
(4)某课外兴趣小组欲探究温度对H2O2电离平衡的影响，进行如下实验：
①实验任务：利用灵敏pH 计测量溶液的pH，并探究电离过程是否吸热。
②查阅资料：20℃时，Ka1(H2O2)=2.4×10-12，lg6≈0.778。
③提出猜想：反应物浓度相同时；温度越高，酸性越强，pH 越小。
④设计实验、验证猜想。取试样进行表正实验1～3，记录数据。
试祥
温度/℃
pH
1
10mL1.5mol/L 的双氧水
20
X1
2
10mL1.5mol/L 的双氧水
30
X2
3
10mL1.5mol/L 的双氧水
50
X3
⑤数据分析、交流讨论。
实验结果：X2<X1<X3且X1= ，测得pH 数据中能证明上述猜想的是 (用X1、X2、X3
的大小关系表示)；pH 出现X1<X3的原因是 。
⑥优化实验。在20℃下进行下列实验：
试样
反应前后温度变化/℃
4
10mL1.5mol/L 的双氧水、10mL1.5mol/L 的NaOH 溶液
T
△
1
5
10mL1.5mol/L 的H2SO4溶液10mL1.5mol/L 的NaOH 溶液
T
△
2
若实验中测得△T1
T
△
2(填“>”或“<”)，则说明H2O2电离过程吸热。
