大單元二元素及其化合物第六章元素及其化合物綜合應(yīng)用Ｋ第25講常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制備、凈化和收集課標(biāo)解讀1.了解常見氣體的制備原理、裝置。2.能根據(jù)氣體的性質(zhì)及制備原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程。3.能根據(jù)制備氣體的要求，對(duì)凈化及收集裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)和改進(jìn)。CONTENTS目錄頁1考點(diǎn)2真題演練感悟高考3課時(shí)作業(yè)考點(diǎn)返回目錄1．氣體發(fā)生裝置的基本類型

3．氣體的收集方法

4．尾氣處理的原因、方法及裝置(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會(huì)污染空氣或者引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害。(2)處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點(diǎn)燃等措施。(3)尾氣處理裝置（見圖a、b、c）

6.常見氣體典型制備裝置(1)Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備(2)SO2的實(shí)驗(yàn)室制備

1.（2024·河北石家莊質(zhì)檢）實(shí)驗(yàn)室采用如圖裝置制備并收集氣體，合理的是(

C

)解析

Cu與濃H2SO4反應(yīng)制取SO2需要加熱，且SO2與水發(fā)生反應(yīng)，不能用排水法收集，A錯(cuò)誤；NH3極易溶于水，不能用排水法收集，B錯(cuò)誤；H2O2在MnO2的催化下分解產(chǎn)生O2，O2不易溶于水，可用排水法收集，C正確；CaCO3與H2SO4反應(yīng)生成微溶于水的CaSO4，會(huì)附著在CaCO3表面阻止反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室制取CO2是利用CaCO3和稀鹽酸反應(yīng)：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，且CO2能溶于水，不能用排水法收集，D錯(cuò)誤。2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)的如下裝置的連接中，正確的是(

D

)A．制備收集C2H4：連接a→c→gB．制備收集NO：連接b→c→e→dC．制備收集NH3：連接b→d→e→cD．制備收集Cl2：連接a→f→c→e→d解析

制備C2H4沒有控制溫度的溫度計(jì)，A錯(cuò)誤；NO與O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集，B錯(cuò)誤；濃硫酸吸收多余的NH3，易發(fā)生倒吸，C錯(cuò)誤。3．（2025·貴州貴陽聯(lián)考）某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組，按如圖裝置制備NaClO溶液（部分夾持裝置省去）。

(2)B裝置中儀器a的名稱是

長(zhǎng)頸漏斗

，B裝置可除去氯氣中的氯化氫雜質(zhì)，此外還有

貯存少量氣體[或平衡氣壓（安全瓶）或防倒吸]（寫出一點(diǎn)）的作用。(3)反應(yīng)一段時(shí)間后，經(jīng)測(cè)定C瓶溶液的pH＝12，預(yù)測(cè)其中溶質(zhì)除NaCl外，還可能有

NaClO、NaOH（填化學(xué)式）。解析

(3)C瓶溶液中的溶質(zhì)除NaCl外，還存在產(chǎn)物NaClO，而室溫下飽和NaClO溶液的pH為11，C瓶中溶液的pH為12，說明溶液中還存在未反應(yīng)的NaOH。長(zhǎng)頸漏斗貯存少量氣體[或平衡氣壓（安全瓶）或防倒吸]NaClO、NaOH4．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)，部分夾持裝置省略。已知：Ⅰ.Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。Ⅱ.Na2S2O5易溶于水，微溶于乙醇。性質(zhì)活潑，受潮易分解，露置空氣中易被氧化成硫酸鈉。(1)儀器組裝結(jié)束，檢查裝置氣密性并加入實(shí)驗(yàn)藥品，開始實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行的第一步操作是

打開裝置Ⅰ的彈簧夾，通入N2排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉彈簧夾

。(2)裝置Ⅱ中的試劑最好選用

飽和亞硫酸氫鈉溶液

，該裝置的作用是

通過觀察氣泡調(diào)控SO2的生成速率；作安全瓶

。(3)裝置Ⅳ用于處理尾氣，可選用的合理裝置為

bd（填字母）。打開裝置Ⅰ的彈簧夾，通入N2排出裝置中的空氣，然后關(guān)閉彈簧夾飽和亞硫酸氫鈉溶液通過觀察氣泡調(diào)控SO2的生成速率；作安全瓶bd真題演練感悟高考返回目錄1．（2024·浙江6月選考，4）下列說法不正確的是(

C

)A．裝置①可用于銅與濃硫酸反應(yīng)并檢驗(yàn)氣態(tài)產(chǎn)物B．圖②標(biāo)識(shí)表示易燃類物質(zhì)C．裝置③可用于制取并收集氨氣D．裝置④可用于從碘水中萃取碘解析

銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4（濃）CuSO4＋2H2O＋SO2↑，可用裝置①進(jìn)行制取，氣態(tài)產(chǎn)物為SO2，可利用SO2的漂白性進(jìn)行檢驗(yàn)，故A正確；圖②標(biāo)識(shí)表示易燃類物質(zhì)，故B正確；NH3的密度比空氣小，應(yīng)用向下排空氣法進(jìn)行收集，故C錯(cuò)誤；萃取是利用物質(zhì)在不同溶劑中溶解性的差異進(jìn)行分離混合物，裝置④可用于從碘水中萃取碘，故D正確。2．（2024·河北卷，10）圖示裝置不能完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)的是（加熱、除雜和尾氣處理裝置任選）(

C

)解析

題圖裝置可以為固液加熱型反應(yīng)，也可以是固液不加熱型；右側(cè)氣體收集裝置，長(zhǎng)進(jìn)短出為向上排空氣法，短進(jìn)長(zhǎng)出為向下排空氣法，裝滿水后短進(jìn)長(zhǎng)出為排水法。飽和Na2SO3溶液和濃硫酸反應(yīng)可以制SO2，使用固液不加熱制氣裝置，SO2密度比空氣大，用向上排空氣法收集，可以完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，A不符合題意；MnO2和濃鹽酸加熱反應(yīng)可以制Cl2，使用固液加熱制氣裝置，Cl2密度比空氣大，用向上排空氣法收集，可以完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，B不符合題意；固體NH4Cl與熟石灰加熱可以制NH3，需要使用固固加熱制氣裝置，圖中裝置不合理，不能完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，C符合題意；石灰石（主要成分為CaCO3）和稀鹽酸反應(yīng)可以制CO2，使用固液不加熱制氣裝置，CO2密度比空氣大，用向上排空氣法收集，可以完成相應(yīng)氣體的發(fā)生和收集實(shí)驗(yàn)，D不符合題意。3．（2022·山東卷，11）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(

A

)

4．（經(jīng)典考題）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(

B

)解析

KMnO4是固體物質(zhì)，加熱分解產(chǎn)生O2，由于O2難溶于水，因此可以用排水法或向上排空氣法收集，故不可以使用d裝置收集O2，A錯(cuò)誤；Zn與稀H2SO4發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2，塊狀固體與液體反應(yīng)制取氣體，產(chǎn)生的H2難溶于水且不與水反應(yīng)，因此可以用排水法收集，故可以使用裝置b、e制取和收集H2，B正確；Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體，NO能夠與O2發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NO2氣體，因此不能使用排空氣法收集，C錯(cuò)誤；CaCO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的CaSO4微溶于水，使制取CO2氣體不能持續(xù)發(fā)生，因此不能使用該方法制取CO2氣體，D錯(cuò)誤。課時(shí)作業(yè)返回目錄1．（2025·八省聯(lián)考四川卷）下列裝置或操作不能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?

B

)解析

濃氨水能與生石灰制備氨氣，堿石灰能用于干燥堿性氣體氨氣，故A不符合題意；氯化鐵在溶液中會(huì)水解生成氫氧化鐵和氯化氫，所以六水氯化鐵在氮?dú)夥諊兄苯蛹訜釙?huì)因氯化氫揮發(fā)使水解平衡不斷右移直至趨于完全得到氫氧化鐵，不能制得無水氯化鐵，故B符合題意；氯化氫能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水，二氧化碳不溶于碳酸氫鈉飽和溶液，能除去二氧化碳中混有的氯化氫雜質(zhì)，故C不符合題意；四氯化碳不溶于水，密度比水大，能萃取溴水中的溴，故D不符合題意。2．將Cl2通入冷的NaOH溶液中可制得漂白液。下列裝置（箭頭表示Cl2的氣流方向）能達(dá)到相應(yīng)目的的是(

C

)解析

二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)需要加熱，故A錯(cuò)誤；用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl，氣體應(yīng)該“長(zhǎng)進(jìn)短出”，故B錯(cuò)誤；氯氣和氫氧化鈉在較低溫度下反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，故C正確；澄清石灰水的濃度太小，應(yīng)該用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，故D錯(cuò)誤。

解析

氯化銨受熱易分解生成氯化氫和氨氣，在管口遇冷又生成氯化銨，所以不能用NH4Cl制取氨氣，A錯(cuò)誤；在濃硫酸存在下，乙醇消去制乙烯需要迅速升溫到170

℃，反應(yīng)需要控制溫度，需要溫度計(jì)和酒精燈，B錯(cuò)誤；濃硫酸和銅在加熱的條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，二氧化硫能使品紅溶液褪色，二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸?，能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，C正確；二氧化氮與水反應(yīng)，不能用排水法收集，D錯(cuò)誤。4．（2022·北京卷，10）利用如圖所示裝置（夾持裝置略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，b中現(xiàn)象不能證明a中產(chǎn)物生成的是(

A

)

a中反應(yīng)b中檢測(cè)試劑及現(xiàn)象A濃HNO3分解生成NO2淀粉-KI溶液變藍(lán)BCu與濃H2SO4生成SO2品紅溶液褪色C濃NaOH與NH4Cl溶液生成NH3酚酞溶液變紅DCH3CHBrCH3與NaOH乙醇溶液生成丙烯溴水褪色解析

濃硝酸具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的硝酸也能與碘化鉀反應(yīng)生成碘，則淀粉-KI溶液變藍(lán)色不能說明濃硝酸分解生成二氧化氮，故A符合題意；銅與濃硫酸共熱反應(yīng)生成的二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，故B不符合題意；濃氫氧化鈉溶液與氯化銨溶液共熱反應(yīng)生成氨氣，能使酚酞溶液變紅，故C不符合題意；乙醇具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的乙醇不能與溴水反應(yīng)，溴水褪色則說明2-溴丙烷與氫氧化鈉乙醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)生成了丙烯，故D不符合題意。5．某學(xué)生想利用如圖裝置（燒瓶不能移動(dòng)）收集下列氣體：①H2，②Cl2，③SO2，④HCl，⑤NH3，⑥NO，⑦NO2。下列說法正確的是(

B

)A．若燒瓶是干燥的，由b進(jìn)氣，可收集②③④⑥⑦B．若燒瓶是干燥的，由a進(jìn)氣，可收集①⑤C．若燒瓶中充滿水，由a進(jìn)氣，可收集①⑤⑦D．若燒瓶中充滿水，由b進(jìn)氣，可收集⑥解析

NO不能用排空氣法收集，A錯(cuò)誤；由a進(jìn)氣可以收集比空氣密度小且與空氣中的成分不反應(yīng)的氣體，B正確；NH3、NO2不能用排水法收集，C錯(cuò)誤；用排水法集氣不能由b進(jìn)氣，D錯(cuò)誤。6．（2024·北京昌平統(tǒng)考）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(

D

)選項(xiàng)氣體試劑制備裝置收集方法ANO2Cu＋濃HNO3①⑥BO2MnO2＋H2O2②⑤CNH3NH4Cl②④DCH2===CH2C2H5OH＋濃H2SO4③⑥解析

二氧化氮與水反應(yīng)，不能選⑥收集二氧化氮，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過氧化氫和二氧化錳反應(yīng)制取氧氣，為固液反應(yīng)，且不需要加熱，不能選②制備氧氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱氯化銨分解生成氨氣和氯化氫，在試管口氨氣與氯化氫又化合生成氯化銨，不能制備氨氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；乙醇在170

℃時(shí)發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，可選③裝置，乙烯不溶于水，可選⑥裝置收集，D項(xiàng)正確。7．用如圖所示裝置制備氨并驗(yàn)證氨的還原性，其中不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?

D

)A．用裝置甲生成氨B．用裝置乙干燥氨C．用裝置丙驗(yàn)證氨的還原性D．用裝置丁和戊分別收集氨和氮?dú)?．某實(shí)驗(yàn)小組擬利用如圖裝置制取干燥的氮?dú)?。下列說法錯(cuò)誤的是(

D

)解析

因移開酒精燈后反應(yīng)仍能進(jìn)行，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確；根據(jù)化學(xué)方程式可知，產(chǎn)物中有水蒸氣，為便于干燥，可用裝置Ⅱ冷凝大部分水蒸氣，再用裝置Ⅲ進(jìn)行干燥，C項(xiàng)正確；N2的密度與空氣的密度相差不大，不能用排空氣法收集，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．（2025·湖南永州檢測(cè)）FeCl3（易升華）是常見的化學(xué)試劑，可通過下列實(shí)驗(yàn)制備FeCl3，下列說法錯(cuò)誤的是(

D

)A．F裝置的作用是尾氣吸收，并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入收集器B．硬質(zhì)玻璃管直接連接收集器的優(yōu)點(diǎn)是不因FeCl3固體積聚而造成堵塞C．實(shí)驗(yàn)室配制FeCl3溶液時(shí)應(yīng)先將FeCl3固體溶于少量鹽酸，再加水稀釋D．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃D處酒精燈，后點(diǎn)燃A處酒精燈解析

A裝置是氯氣發(fā)生裝置，B裝置為除去氯氣中的氯化氫，C裝置為干燥裝置，D裝置為氯氣與鐵的反應(yīng)裝置，E裝置為氯化鐵的收集裝置，氯化鐵易水解，故F裝置是尾氣吸收裝置并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入收集器，A正確；FeCl3蒸氣遇冷變?yōu)楣腆w，若導(dǎo)管較細(xì)，容易堵塞，所以硬質(zhì)玻璃管直接連接收集器，B正確；FeCl3固體溶于水發(fā)生水解，配制FeCl3溶液時(shí)應(yīng)先將FeCl3固體溶于少量鹽酸，抑制水解，再加水稀釋，C正確；實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先點(diǎn)燃A處酒精燈，至裝置中充滿氯氣后，再點(diǎn)燃D處酒精燈，D錯(cuò)誤。10．實(shí)驗(yàn)室常見氣體制備裝置及收集方法如圖：

11．（2025·河北衡水檢測(cè)）某同學(xué)設(shè)計(jì)利用如圖裝置制備硫酸錳。(1)盛放70%H2SO4的儀器名稱是

恒壓滴液漏斗

，其中導(dǎo)管a的作用是

平衡氣壓，便于硫酸順利滴下

。(2)單向閥b的作用是

防止倒吸

。(3)裝置Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式：

SO2＋MnO2===MnSO4，其中“多孔球泡”的作用是

增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，增大二氧化硫的吸收效率

。(4)裝置Ⅲ燒杯中的溶液是

氫氧化鈉溶液

，倒扣漏斗的作用是

防止倒吸

。微恒壓滴液漏斗平衡氣壓，便于硫酸順利滴下防止倒吸SO2＋MnO2===MnSO4

增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，增大二氧化硫的吸收效率氫氧化鈉溶液防止倒吸專題10噴泉實(shí)驗(yàn)的考教銜接1．噴泉實(shí)驗(yàn)的原理使燒瓶?jī)?nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶?jī)?nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。3．噴泉實(shí)驗(yàn)的考教銜接裝置(Ⅰ)：改變了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶?jī)?nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅱ)：省去了膠頭滴管，用手（或熱毛巾等）捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉（或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶中，瓶?jī)?nèi)氨