講座二常見氣體的制備化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考命題的重中之重。其中以常見氣體制備為主體的實(shí)驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)，具體的考查內(nèi)容有：①常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法；②制備氣體實(shí)驗(yàn)裝置中各儀器的作用；③氣密性檢查的規(guī)范表達(dá)；④化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全防護(hù)措施；⑤氣體的性質(zhì)探究；⑥尾氣吸收的處理方法等等。常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(一)發(fā)生裝置1．一般發(fā)生裝置反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作注意事項(xiàng)固、固加熱型O2、NH3等①試管要干燥；②試管口略低于試管底；③加熱時(shí)先均勻加熱再固定加強(qiáng)熱；固、液加熱型或液、液加熱型Cl2、HCl等①燒瓶加熱時(shí)要隔石棉網(wǎng)；②反應(yīng)物均為液體時(shí)，燒瓶內(nèi)要加碎瓷片(或沸石)固、液不加熱型或液、液不加熱型H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用長頸漏斗時(shí)，要使漏斗下端插入液面以下；②使用分液漏斗既可以增強(qiáng)氣密性，又可控制液體流速；③啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體和液體反應(yīng)，且氣體不溶于水2．發(fā)生裝置的(1)“固(液)＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣體”裝置的創(chuàng)新圖A的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是能控制反應(yīng)液的溫度。圖B的改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是使蒸餾燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強(qiáng)相等，導(dǎo)管的作用：平衡壓強(qiáng)，便于液體順利流下。(2)“固＋液→氣體”裝置的創(chuàng)新(3)“固＋固→氣體”裝置的創(chuàng)新改進(jìn)的目的：用于加熱易熔化的固體物質(zhì)的分解，這樣可有效地防止固體熔化時(shí)造成液體的倒流，如草酸晶體受熱分解制取CO2氣體。(二)除雜裝置1．除雜試劑選擇的依據(jù)主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。2．除雜原則(1)不損失主體氣體；(2)不引入新的雜質(zhì)氣體；(3)在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；(4)先除易除的雜質(zhì)氣體。3．氣體除雜的注意事項(xiàng)(1)需凈化的氣體中含有多種雜質(zhì)時(shí)，除雜順序：一般先除去酸性氣體，如氯化氫氣體、CO2、SO2等，水蒸氣要在最后除去。(2)除雜選用方法時(shí)要保證雜質(zhì)完全除掉，如除CO2最好用NaOH不用Ca(OH)2溶液。有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC氣體除盡，還要驗(yàn)證一步，如驗(yàn)證混合氣體中既有CO2，又有SO2，通常用品紅溶液檢驗(yàn)SO2，然后用溴水或酸性KMnO4溶液除去SO2，再用品紅溶液檢驗(yàn)是否除盡SO2，最后用澄清石灰水檢驗(yàn)CO2。4．氣體干燥凈化裝置類型液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置常見干燥劑濃硫酸(酸性、強(qiáng)氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)除雜試劑Cu、CuO、Mg等(三)常見氣體的收集方法1．一般收集方法收集方法收集氣體的類型收集裝置可收集的氣體(舉例)排水法難溶于水或微溶于水，又不與水反應(yīng)的氣體O2、H2、NO、CO等排空氣法向上排空氣法密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)Cl2、SO2、NO2、CO2向下排空氣法密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)H2、NH32．排液集氣裝置裝置Ⅰ從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。裝置Ⅱ儲氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。(四)尾氣處理分析對有毒、有害的氣體必須用適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ枰晕栈螯c(diǎn)燃變?yōu)闊o毒、無害的氣體，再排放到空氣中。用水吸收NH3、HCl(注意防倒吸)用燒堿溶液吸收Cl2、HCl、H2S、SO2、NO2用硫酸銅溶液或醋酸鉛溶液吸收H2S用點(diǎn)燃法除去CO、H2、CH4用收集法除去NO二、常見氣體制備及其性質(zhì)探究的儀器連接1．Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)[微點(diǎn)撥]如果制備FeCl3或AlCl3固體時(shí)，可將收集Cl2的裝置改為“硬質(zhì)玻璃管并加熱”，同時(shí)在尾氣處理裝置前加一個(gè)干燥裝置。2．SO2的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)3．NH3的實(shí)驗(yàn)室制備系統(tǒng)三、氣密性檢查的方法1．氣密性檢查檢驗(yàn)裝置氣密性的方法，主要是依據(jù)條件的改變引起裝置中氣體體積或壓強(qiáng)的變化，從而產(chǎn)生氣泡或液面差來判斷裝置是否漏氣。常見的方法有兩種。(1)升溫法其原理是使裝置中的氣體受熱后體積膨脹，插入水中的導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，冷卻至室溫時(shí)，裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)小于外界大氣壓，從而在導(dǎo)管中形成一段液柱。檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)將裝置的導(dǎo)管口的一端插入水中，再用雙手手掌握住容器，若在導(dǎo)管口有氣泡冒出，手掌離開后，管端又形成一段高于水面的水柱，則證明連接裝置不漏氣。若要檢驗(yàn)一整套裝置的氣密性，可用酒精燈對裝置中某個(gè)可加熱的容器微熱，觀察插入液體中的導(dǎo)管口處是否有氣泡冒出，從而判斷整套裝置的氣密性是否良好。用此方法檢驗(yàn)氣密性時(shí)，除插入水中的導(dǎo)管外，其余各端點(diǎn)處導(dǎo)管和活塞均應(yīng)封閉以與大氣隔絕。(2)注水法其原理是通過漏斗向一封閉的裝置中注入水，使裝置內(nèi)氣體的體積減小，壓強(qiáng)增大，從而在裝置和漏斗頸內(nèi)形成一段穩(wěn)定的液面差。實(shí)驗(yàn)時(shí)將長頸漏斗插入氣體發(fā)生裝置中的液面以下，關(guān)閉各端點(diǎn)處導(dǎo)管和活塞，從漏斗中加水，觀察液面穩(wěn)定后是否下降。若液面下降，表示漏氣；若液面不下降，表示不漏氣。用此方法檢驗(yàn)氣密性時(shí)，除插入水中的長頸漏斗外，其余各端點(diǎn)處導(dǎo)管和活塞均應(yīng)封閉以與大氣隔絕。四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全防護(hù)措施(一)．防倒吸安全裝置倒吸現(xiàn)象的發(fā)生是因?yàn)闅怏w在水中的溶解度很大，當(dāng)導(dǎo)管直接插入水中時(shí)，由于氣體的迅速溶解，導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng)減小，外界大氣壓大于管內(nèi)壓強(qiáng)，水便會倒吸入導(dǎo)管繼而倒吸入其他裝置中，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗甚至發(fā)生安全事故。1、溶液或水吸收尾氣時(shí)防倒吸裝置2、防倒吸裝置的創(chuàng)新裝置防倒吸原理肚容式(上圖中的發(fā)散源及Ⅰ和Ⅱ)由于上部有一容積較大的空間，當(dāng)水進(jìn)入該部分時(shí)，燒杯(或試管)中液面顯著下降而低于漏斗口(或?qū)Ч芸?，由于重力作用，液體又流回到燒杯(或試管)中接收式(上圖中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)使用較大容積的容器將可能倒吸來的液體接收，防止進(jìn)入前端裝置(如氣體收集裝置等)。它與肚容式的主要區(qū)別是液體不再流回到原容器隔離式(上圖中的Ⅵ、Ⅶ)導(dǎo)管末端與液體吸收劑呈隔離狀態(tài)，導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng)不會減小，能起到防倒吸作用（二）防堵塞安全裝置在氣體實(shí)驗(yàn)中，由于固體或泡沫涌入導(dǎo)管或裝置本身的問題而發(fā)生堵塞時(shí)，氣體物質(zhì)不能順利排出，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，從而使實(shí)驗(yàn)無法順利進(jìn)行甚至發(fā)生安全事故。為了避免因堵塞給實(shí)驗(yàn)造成不良影響，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)增加防堵塞安全裝置。常見的防堵塞安全裝置有如下三種類型：在恒壓式中，由橡皮管將分液漏斗與燒瓶連通，使分液漏斗與燒瓶中的壓強(qiáng)相等，以保證分液漏斗中的液體能夠順利流下；在液封平衡式中，當(dāng)發(fā)生堵塞時(shí)，錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，錐形瓶中的液體由直玻璃管溢出，從而避免發(fā)生安全事故；在防阻式中，將一團(tuán)棉花放在導(dǎo)管口處，可以避免固體物質(zhì)或泡沫涌入導(dǎo)管而發(fā)生堵塞?！炬溄铀哪旮呖肌?、（2022·江蘇）實(shí)驗(yàn)室制取少量水溶液并探究其酸性，下列實(shí)驗(yàn)裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A.用裝置甲制取氣體 B.用裝置乙制取水溶液C.用裝置丙吸收尾氣中的 D.用干燥試紙檢驗(yàn)水溶液的酸性2、（2022·山東）某同學(xué)按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，欲使瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液。下列物質(zhì)組合不符合要求的是（）氣體液體固體粉末A飽和溶液B溶液C溶液D3、（2022·廣東）實(shí)驗(yàn)室用和濃鹽酸反應(yīng)生成后，按照凈化、收集、性質(zhì)檢驗(yàn)及尾氣處理的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列裝置（“→”表示氣流方向）不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A. B.C. D.4、（2021·福建）利用下列裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)ABCD比較Zn與Cu的金屬性強(qiáng)弱除去中的HCl并干燥制取乙酸乙酯(必要時(shí)可加沸石)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣5、（2021·海南）用如圖裝置制取干燥的氣體（a、b表示加入的試劑），能實(shí)現(xiàn)的是()選項(xiàng)氣體abA稀FeSB溶液C濃鐵片D濃氨水CaO6、（2021·北京）實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體所選試劑、制備裝置及收集方法均正確的是（）氣體試劑制備裝置收集方法AadBZn+稀beCNOCu+稀bcD+稀bc7、（2021·全國甲卷）實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體的方法可行的是()選項(xiàng)氣體方法A氨氣加熱氯化銨固體B二氧化氮將鋁片加到冷濃硝酸中C硫化氫向硫化鈉固體滴加濃硫酸D氧氣加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物8、（2021·全國乙卷）在實(shí)驗(yàn)室采用如圖裝置制備氣體，合理的是()化學(xué)試劑制備的氣體AB(濃)CD(濃)HCl9、（2020·江蘇）實(shí)驗(yàn)室以為原料，制備并獲得晶體。下列圖示裝置和原理不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)

A. B.C. D.10、（2022·全國I卷）下列氣體去除雜質(zhì)的方法中，不能實(shí)現(xiàn)目的的是()選項(xiàng)氣體（雜質(zhì)）方法A通過酸性高錳酸鉀溶液B通過飽和的食鹽水C通過灼熱的銅絲網(wǎng)D通過氫氧化鈉溶液11、（2021·廣東）含氯物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究軟錳礦（主要成分是）的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，產(chǎn)生了一種黃綠色氣體。1810年，戴維確認(rèn)這是一種新元素組成的單質(zhì)，并命名為chlorine（中文命名“氯氣”）。（1）實(shí)驗(yàn)室沿用舍勒的方法制取的化學(xué)方程式為_________________。（2）實(shí)驗(yàn)室制取干燥時(shí)，凈化與收集所需裝置的接口連接順序?yàn)開______________。（3）某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中_____________已分解。檢驗(yàn)此久置氯水中存在的操作及現(xiàn)象是_________________。（4）某合作學(xué)習(xí)小組進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。①實(shí)驗(yàn)任務(wù)通過測定溶液電導(dǎo)率，探究溫度對AgCl溶解度的影響。②查閱資料電導(dǎo)率是表征電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量。溫度一定時(shí)，強(qiáng)電解質(zhì)稀溶液的電導(dǎo)率隨溶液中離子濃度的增大而增大；離子濃度一定時(shí)，稀溶液電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大。25℃時(shí)，。③提出猜想猜想a：較高溫度的AgCl飽和溶液的電導(dǎo)率較大。猜想b:AgCl在水中的溶解度。④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想取試樣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（不同溫度下配制的AgCl飽和溶液），在設(shè)定的測試溫度下，進(jìn)行表1中實(shí)驗(yàn)13，記錄數(shù)據(jù)。⑤數(shù)據(jù)分析、交流討論25℃的AgCl飽和溶液中，_________________mol/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為。小組同學(xué)認(rèn)為，此結(jié)果可以證明③中的猜想a成立，但不足以證明猜想b成立。結(jié)合②中信息，猜想b不足以成立的理由有_________________。⑥優(yōu)化實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)為進(jìn)一步驗(yàn)證猜想b，在實(shí)驗(yàn)13的基礎(chǔ)上完善方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4和5。請?jiān)诖痤}卡上完成表2中內(nèi)容⑦實(shí)驗(yàn)總結(jié)根據(jù)實(shí)驗(yàn)15的結(jié)果，并結(jié)合②中信息，小組同學(xué)認(rèn)為猜想b也成立。猜想b成立的判斷依據(jù)是_________________。12、（2019·海南）干燥的二氧化碳和氨氣反應(yīng)可生成氨基甲酸銨固體，化學(xué)方程式為：，在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制備氨基甲酸銨的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，回答下列問題：(1)裝置1用來制備二氧化碳?xì)怏w：將塊狀石灰石放置在試管中的帶孔塑料板上，漏斗中所加試劑為____；裝置2中所加試劑為____；(2)裝置4中試劑為固體NH4Cl和Ca(OH)2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________；試管口不能向上傾斜的原因是__________。裝置3中試劑為KOH，其作用為______________。(3)反應(yīng)時(shí)三頸瓶需用冷水浴冷卻，其目的是_______________________。13、（2021·天津）某化學(xué)小組同學(xué)利用一定濃度的溶液制備，再用氧化，并檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物。Ⅰ.制備該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下氣體發(fā)生裝置（夾持裝置省略）（1）甲裝置中主要儀器的名稱為________。（2）乙裝置中，用粘合劑將制成團(tuán)，放在多孔塑料片上，連接好裝置，氣密性良好后打開活塞，經(jīng)長頸漏斗向試管中緩慢加入溶液至_________。欲使反應(yīng)停止，關(guān)閉活塞即可，此時(shí)裝置中的現(xiàn)象是__________________。（3）丙裝置可用于制備較多，催化劑鉑絲可上下移動。制備過程中如果體系內(nèi)壓強(qiáng)過大，安全管中的現(xiàn)象是_________，此時(shí)可以將鉑絲抽離溶液，還可以采取的安全措施是_________。（4）丙裝置的特點(diǎn)是____________（填序號）。a.可以控制制備反應(yīng)的開始和結(jié)束b.可通過調(diào)節(jié)催化劑與液體接觸的面積來控制反應(yīng)的速率c.與乙裝置相比，產(chǎn)物中的含量高、雜質(zhì)種類少Ⅱ.氧化該小組同學(xué)設(shè)計(jì)的氧化的裝置如圖（夾持裝置省略）（5）在圖中方框內(nèi)補(bǔ)全干燥裝置和干燥劑。Ⅲ.檢驗(yàn)產(chǎn)物（6）為檢驗(yàn)上述實(shí)驗(yàn)收集到的產(chǎn)物，該小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)并得出相應(yīng)結(jié)論.實(shí)驗(yàn)序號檢驗(yàn)試劑和反應(yīng)條件現(xiàn)象結(jié)論①酸性溶液紫紅色褪去產(chǎn)物含有乙醛②新制，加熱生成磚紅色沉淀產(chǎn)物含有乙醛③微紅色含酚酞的溶液微紅色褪去產(chǎn)物可能含有乙酸實(shí)驗(yàn)①~③中的結(jié)論不合理的是____________（填序號），原因是_______________。14、（2020·全國Ⅲ卷）氯可形成多種含氧酸鹽，廣泛應(yīng)用于殺菌、消毒及化工領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室中利用下圖裝置(部分裝置省略)制備和NaClO，探究其氧化還原性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)盛放粉末的儀器名稱是，a中的試劑為。(2)b中采用的加熱方式是，c中化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是，采用冰水浴冷卻的目的是。(3)d的作用是，可選用試劑(填標(biāo)號)。A. B.NaCl C. D.(4)反應(yīng)結(jié)束后，取出b中試管，經(jīng)冷卻結(jié)晶，，，干燥，得到晶體。(5)取少量和NaClO溶液分別置于1號和2號試管中，滴加中性KI溶液。1號試管溶液顏色不變。2號試管溶液變?yōu)樽厣尤胝袷?，靜置后層顯____色。可知該條件下的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于”)?！炬溄觾赡昴M】（2022·上海虹口區(qū)二模）實(shí)驗(yàn)室制取乙烯并驗(yàn)證其化學(xué)性質(zhì)，下列裝置正確的是(

)A.制備乙烯 B.除去雜質(zhì)

C.驗(yàn)證加成反應(yīng) D.收集乙烯（2022·新疆克拉瑪依三模）實(shí)驗(yàn)室采用如圖裝置制備氣體，合理的是(

)選項(xiàng)化學(xué)試劑制備的氣體濃鹽酸與二氧化錳濃氨水與生石灰銅與濃硝酸鋅粒與稀硫酸（2022·河北秦皇島三模）下列制備并收集氣體的方法不可行的是(

)氣體方法將濃鹽酸滴入高錳酸鉀固體中，用排飽和食鹽水法收集將濃氨水滴入固體中，用向下排空氣法收集將銅片加入濃硝酸中，用排水法收集銅與濃硫酸混合加熱，用排飽和亞硫酸氫鈉溶液法收集（2022·上海靜安二模）實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置制備氣體，合理的是(

)選項(xiàng)反應(yīng)試劑制備的氣體電石、飽和食鹽水、稀、稀大理石、?。?022·四川成都第一次適應(yīng)性考試）下列有關(guān)制取氣體的設(shè)計(jì)方案正確的是(

)選項(xiàng)制取氣體所選藥品收集裝置濃氨水氧化鈣濃硫酸亞硫酸鈉醋酸溶液石灰石濃鹽酸二氧化錳（2022·青海玉樹四模）實(shí)驗(yàn)室中采用如圖所示裝置夾持儀器已省略制備氣體，合理的是(

)選項(xiàng)化學(xué)藥品制備的氣體濃氨水熟石灰稀硝酸銅片稀硫酸鋅粒濃硫酸亞硫酸鈉（2022·天津模擬）是制備有機(jī)合成的重要還原劑的反應(yīng)物，氫化鋰遇水蒸氣劇烈反應(yīng)。某小組設(shè)計(jì)如圖裝置制備。下列說法正確的是（）A.裝置，依次盛裝濃硫酸、飽和食鹽水

B.裝置中加入硫酸銅越多，反應(yīng)速率越大

C.裝置用于吸收尾氣，避免污染環(huán)境

D.實(shí)驗(yàn)中，先通入，后點(diǎn)燃酒精燈（2022·廣州惠州模擬）用所給試劑與圖示裝置能夠制取相應(yīng)氣體的是夾持儀器略(

)中試劑濃硝酸濃硫酸雙氧水濃氨水中試劑氣體（2022·海南海口診斷性考試）常溫下，利用下列試劑能制備對應(yīng)氣體的是(

)選項(xiàng)試劑制備的氣體氯酸鉀、濃鹽酸銅、濃硫酸濃硫酸、硫化亞鐵稀硝酸、鋅（2022·河北聯(lián)考一）實(shí)驗(yàn)室制備某常見氣體的裝置如圖所示，其中、、、分別為制備、除雜除非水雜質(zhì)，如無必要可省略、干燥和收集裝置，下列所制備的氣體和所選干燥劑的組合中可行的是(

)

選項(xiàng)氣體氧氣氯氣氫氣氨氣干燥劑堿石灰濃硫酸五氧化二磷無水氯化鈣（2022·江西九江二模）實(shí)驗(yàn)室制取下列氣體方法可行的是(

)選項(xiàng)氣體方法氫氣向鐵粉中滴加稀硝酸二氧化硫向亞硫酸鈉固體中滴加硫酸硫化氫向硫化銅中滴加稀硫酸二氧化碳向塊狀碳酸鈣固體中滴加稀硫酸（2022·成都七中三月質(zhì)檢）用如圖裝置制取、提純并收集表中的四種氣體、、表示相應(yīng)儀器中加入的試劑，必要時(shí)可以加熱，其中可行的是(

)氣體濃硫酸銅飽和溶液濃硝酸銅片溶液濃鹽酸二氧化錳飽和碳酸氫鈉溶液稀硫酸濃硫酸（2022·河南六市一調(diào)）能用如圖所示裝置完成氣體制備、尾氣處理加熱和夾持等裝置略去的是(

)氣體制備試劑燒杯中試劑銅與濃硝酸溶液濃氨水與堿