2025届高中化学全程复习学案全套67常见气体的实验室制备、净化和收集

这是一份2025届高中化学全程复习学案全套67常见气体的实验室制备、净化和收集，共9页。学案主要包含了易错诊断，教考衔接，对点演练等内容，欢迎下载使用。

1.了解常见气体制备原理、装置及改进。
2．能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
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
发生装置：
制备气体：O2、NH3、CH4等。
(2)固体＋液体或液体＋液体 △ 气体
发生装置：
制备气体：Cl2、C2H4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
发生装置：
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．气体制备装置的改进
(1)“固体＋固体 △ 气体”装置的改进
改进的目的：用于加热易熔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，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。
(2)“固体＋液体(不加热)―→气体”装置的改进
(3)“固(液)体＋液体 △ 气体”装置的改进
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。
4．气体的除杂
5.气体的收集方法
(1)常见气体的收集方法
(2)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。
若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体：
饱和食盐水——收集Cl2。
饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
饱和NaHS溶液——收集H2S。
四氯化碳——收集HCl或NH3。
②装置(Ⅱ)：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。
6．尾气处理
(1)实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。
(2)制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。
【易错诊断】 判断正误，错误的说明理由。
第一组：判断下列试剂使用是否正确。
1．图1实验室制Cl2：
_____________________________________________________________________。
2．图2实验室制SO2：
______________________________________________________________________。
3．图3实验室制CO2：
_______________________________________________________________________。
4．图4实验室制NH3：
_______________________________________________________________________。
第二组：判断气体的吸收或收集方法是否正确。
1．图1吸收NH3：
_____________________________________________________________________。
2．图2吸收Cl2：
_______________________________________________________________________。
3．图3吸收SO2：
_______________________________________________________________________。
4．图4收集NH3：
_______________________________________________________________________。
【教考衔接】
典例1 [2022·广东卷，8]实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2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( )
典例2 [2021·海南卷，2]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( )
典例3 [2023·全国乙卷，9]下列装置可以用于相应实验的是( )
【对点演练】
考向一 气体的制备、净化和收集
1．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
2．实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如图：
上述仪器的连接顺序：e接____，____接____，____接____，____接____(按气流方向，用小写字母表示)。
考向二 气体制备装置的改进与创新
3．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是( )
4．工业上用萤石(主要成分是CaF2)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石，某化学实验小组模拟工业上制取Na3AlF6的装置图如图，下列叙述错误的是( )
A．该装置均可采用由聚四氟乙烯材料制备的仪器
B．装置Ⅰ发生的化学反应方程式为
CaF2＋H2SO4△=== CaSO4＋2HF↑
C．装置Ⅲ的作用是安全瓶，防止倒吸
D．Na2CO3溶液和HF加入先后顺序，先加Na2CO3溶液再通HF气体
5．[2023·湖北卷，13]利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下：
红磷(s) △ 无色液体与P4(g) 凝华 白磷(s)
下列操作错误的是( )
A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B．将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气
C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化
D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集
温馨提示：请完成课时作业67
第67讲 常见气体的实验室制备、净化和收集
夯实·必备知识
易错诊断
第一组
1．错误。应该用浓盐酸，稀盐酸与二氧化锰不反应。
2．错误。稀硫酸与铜不反应。
3．错误。稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙附着在碳酸钙表面，隔绝反应物之间的接触，反应停止。
4．错误。加热时NH4Cl分解生成NH3和HCl，降温后NH3和HCl又化合为NH4Cl固体。
第二组
1．错误。不能防止倒吸。
2．错误。应该用NaOH溶液吸收Cl2。
3．错误。应该用NaOH溶液吸收SO2。
4．错误。NH3从另一支导气管中逸出，集气瓶中无法收集到NH3。
突破·关键能力
教考衔接
典例1 解析：浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，C装置能达到实验目的，故C不符合题意；氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意。
答案：D
典例2 解析：H2S与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥，故A错误；发生反应2H2O2MnO2=== 2H2O＋O2↑，浓硫酸干燥氧气，故B正确；铁片和浓硝酸常温下发生钝化，故不能制取二氧化氮气体，故C错误；氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，故D错误。
答案：B
典例3 解析：Na2CO3固体比较稳定，受热不易分解，所以不能采用加热碳酸钠的方式制备二氧化碳，A错误；乙醇和乙酸是互溶的，不能采用分液的方式分离，应采用蒸馏来分离，B错误；二氧化硫通入品红溶液中，可以验证其漂白性，不能验证酸性，C错误；测量氧气体积时，装置选择量气管，测量时要恢复到室温，两边液面高度相等，D正确。
答案：D
对点演练
1．解析：制备C2H4没有控制温度的温度计，A错误；NO与O2反应，不能用排空气法收集，B错误；浓硫酸吸收多余的NH3，易发生倒吸，C错误；饱和食盐水除去HCl气体，浓硫酸吸收水蒸气，碱石灰吸收多余的Cl2，D正确。
答案：D
2．答案：d c a b i h g
3．解析：A、B、C可以利用压强差控制反应；D没有隔离板，所以不能控制反应的发生与停止。
答案：D
4．解析：该装置均可采用由聚四氟乙烯材料制备的仪器，不能用普通玻璃，会被生成的HF腐蚀，A正确；装置Ⅰ为高沸点的硫酸制备低沸点的HF，发生的化学反应方程式为CaF2＋H2SO4△=== CaSO4＋2HF↑，B正确；HF易溶于水且会与氢氧化钠溶液反应，需要防倒吸，装置Ⅲ的作用是安全瓶，防止倒吸，C正确；先通HF气体溶解氢氧化铝，再加Na2CO3溶液，D错误。
答案：D
5．解析：红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A正确；将红磷转入装置，抽真空后加热外管，除去红磷表面的水分，同时除去残余的少量氧气，B正确；由仪器构造可知，应从b口通入冷凝水，C错误；白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛围的条件下收集白磷，D正确。
答案：C
类型
液态干燥剂
固态干燥剂
固态干燥剂
固体，加热
装置
常见干燥剂
浓H2SO4(酸性、强氧化性)
无水氯化钙(中性)
碱石灰(碱性)
除杂试剂Cu、CuO、Mg等
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，又不与水反应的气体
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
选项
气体
a
b
A
H2S
稀H2SO4
FeS
B
O2
H2O2溶液
MnO2
C
NO2
浓HNO3
铁片
D
NH3
浓氨水
CaO
A
B
C
D
制备CO2
分离乙醇和乙酸
验证SO2酸性
测量O2体积