1、第三节 常见气体的制备目录考纲展示掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。本节目录考点串讲深度剖析真题集训把脉高考知能演练高分跨栏教材回顾夯实双基学科规律方法提升目录教材回顾夯实双基(2011高考四川卷)下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是()体验高考操作和现象结论A向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体HNO3分解生成了NO2B向淀粉溶液中加入稀H2SO4，加热几分钟，冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液，加热，没有红色沉淀生成淀粉没有水解成葡萄糖C向无水乙醇中加入浓H2SO4，加热至170，产生的气体通入酸性KMnO
2、4溶液，紫红色褪去使溶液褪色的气体只是乙烯D向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，溶液变浑浊析出了NaHCO3目录目录教材中几种重要气体的制备1实验室制取氧气的方法(1)反应原理及发生装置构建双基目录(2)收集方法：用_。(3)验满方法：用带火星的木条放在集气瓶瓶口。向上排空气法或排水法目录2实验室制取二氧化碳的方法向上排空气法饱和NaHCO3溶液目录3实验室制取氢气的方法向下排空气法或排水法目录4实验室制取氯气的方法强碱溶液目录5实验室制取氨气的方法碱石灰向下排空气法湿润的红色石蕊试纸蘸有浓盐酸的玻璃棒目录考点串讲深度剖析考点1 常见气体的制备与收集1气体制备实验的操作顺序(1)仪器安装由
3、下到上如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台摆酒精灯固定铁圈放置石棉网固定圆底烧瓶。从左到右如制氯气：发生装置净化装置收集装置吸收装置。目录先塞后定把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器。(2)加试剂顺序固体先放入，液体后滴加(即先固后液)。(3)其他操作顺序先检验气密性，后装入药品(便于在装置漏气时进行调整或更换仪器)，最后点燃酒精灯(所有准备工作完毕后)；在连接导管时，应长进短出；量气装置的导管应短进长出；干燥管应大口进，小口出。目录2常见气体制备的发生装置实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。反应装置类型反应装置图适用气
4、体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等试管要干燥试管口略向下倾斜加热时先均匀加热再固定加热目录反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、液加热型或液、液加热型Cl2、HCl等烧瓶加热时要垫石棉网反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片固、液不加热型或液、液不加热型H2、CO2、SO2、NO、NO2等使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下启普发生器只适用于块状固体和液体的反应，且气体难溶于水使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速目录3.气体的收集方法确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性.(1)常用的收集方法收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反
5、应或难溶于水收集的气体密度比空气大，与空气密度相差较大，且不与空气中的成分发生反应收集的气体密度比空气小，与空气密度相差较大，且不与空气中的成分发生反应目录收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集装置适用的气体CH4H2、O2、NO、Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3、CH4(2)其他收集方法Cl2：排饱和食盐水法；SO2：排饱和亚硫酸氢钠溶液法；CO2：排饱和碳酸氢钠溶液法。目录4检验气密性(1)微热法：用手捂或酒精灯微热，导管口产生气泡，停止微热后导管中回升一段水柱，说明气密性良好。(2)液差法：夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中加水，至长颈漏斗中液面高于锥形瓶中液面，停止加水，液面高度不
6、变，说明气密性良好。目录特别提醒：(1)制备同种气体时，要注意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固液不加热装置。(2)进行气体制备时，不要忘记对装置进行气密性检验，检验时首先对装置密封，如关闭活塞、塞紧瓶塞，把导管插入到水中进行水封等。(3)排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否与空气反应，如NO能被氧气氧化，不能用排空气法收集。目录即时应用1(2013长沙模拟)实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是_；检查C装置气密性的操作方
7、法是_。(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列气体的性质与收集方法无关的是_(填序号，下同)。密度 颜色 溶解性 热稳定性 是否与氧气反应目录(3)下图是某学生设计收集气体的几种装置，其中不可行的是_。(4)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的_；CO2NOCl2H2其中在D装置中连接小烧杯的目的是_。目录解析：(1)采用B装置制取氨气时应选用消石灰和氯化铵固体；C装置适用于固体与液体不需要加热的反应，故应选用浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)。检查C装置气密性的操作是连接一根导管，将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡
8、产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱则说明C装置气密性良好。(2)选择气体收集方法，无需考虑气体的颜色和热稳定性，根据密度和是否与氧气反应选择能否采用向上或向下排空气法，根据溶解性判断能否选择排水或排其他液体的方法。(3)收集气体时不应采取b、c装置，前者密闭不能排出空气，后者伸入试管内的导管过长。目录(4)制取CO2时不需加热，也不必处理尾气；NO常温下与氧气反应，不能用排空气法收集；制取H2时不需加热，应采用向下排空气法，尾气处理时一般用点燃的方法，故X可能是氯气。D装置中的小烧杯用来吸收尾气，防止污染空气。答案：(1)浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)连接一根导管，将导
9、管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱，说明C装置气密性良好(2)(3)b、c(4)吸收尾气，防止污染空气目录2据下图所示的实验装置回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是_，收集装置为_。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是_，收集装置为_。目录(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空气的小，极易溶于水。推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为_，收集装置为_。(4)利用废弃的可乐瓶和底部有小孔的试管(试管小孔处事先放有一缝隙很小的铜网)组成制取氧
10、气的装置(如图所示)。该装置中A中应盛放_，B中应放进_，若使正在发生的反应停止，可以通过操作_来实现。目录解析：(1)固体加热制取气体应选用装置A，欲收集干燥的氧气，应用排空气法收集，由于O2的密度大于空气的密度，故选用装置D。(2)液体与固体不加热制取气体，应选用装置B，为了收集到较纯净的氧气，可用排水法收集O2，所以选用装置C。(3)固体与固体加热制取气体，反应装置应选A，根据氨气易溶于水且其密度小于空气的密度，故只能用向下排空气法收集，故选用E装置收集氨气。(4)此装置类似于启普发生器，故可用于固体与液体的反应，所以在A中应盛放H2O2溶液，B中应放MnO2颗粒。若使正在发生的反应停止
11、，将试管提出液面即可实现。答案：(1)AD(2)BC(3)AE(4)H2O2溶液 MnO2颗粒 将试管提出液面目录考点2气体的净化、尾气的处理1气体的净化(1)气体的净化原则不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简单，易于分离。(2)气体的净化装置与方法目录易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的a装置来除去杂质气体。酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的a装置，也可用盛碱石灰的b装置或c装置或d装置来除去杂质。还原性杂质
12、，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质来吸收。例如CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热CuO的e装置来除去杂质。选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a装置除去杂质。目录(3)气体的干燥常用干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰状态及性质液体，酸性，强氧化性固体，中性固体，碱性可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、N2、CH4、NH3不可干燥的气体NH3、HBr、HI、H2SNH3Cl2、S
13、O2、CO2、NO2、HCl、H2S目录2尾气处理(1)尾气处理原则选择合适的方法把有毒、有害的气体，变成无毒、无害、无污染的物质。(2)常见装置目录吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用图A装置。吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B、C装置。CO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去，如图D、E。目录特别提醒：(1)对气体提纯时若用溶液做除杂质的试剂，要注意溶液中含水应先除杂质后干燥；用加热除去杂质时，应先干燥后加热。(2)气体净化时，除考虑除去杂质外，最好是把杂质转化成要提纯的物质，如用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl。(3)若制备的物质易潮解时(如FeCl
14、3、AlCl3等)，不要忽视空气中水蒸气的影响,应在制备装置后连接一个干燥装置,如图甲。(4)尾气处理时要注意装置应与大气相通，如图乙装置就不能作为尾气处理装置。目录即时应用3如图、是常见的气体发生装置；、是气体收集装置，根据要求回答下列问题：(1)若 用 MnO2与 浓 盐 酸 反 应 制 取 氯 气，应 选 用 装 置_，用化学方程式表示的制取氯气的反应原理是_。目录(2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用装置_，反应的离子方程式为_。(3)若选用为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用_溶液浸湿，其作用是_。(4)若选用为氯气收集装置，则氯气应从_口通入，用化学方
15、法检验氯气收集满了的方法是_。目录目录目录4如图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。目录(1)气体入口通入CO2和CO混合气体，E内放置CuO，如果从A、B、C、E、F五个装置中选择，组成一套获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物的装置，则所选装置的连接顺序为_(填代号)，能验证CO氧化产物的现象是_。(2)停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按AEDBH顺序连接制取纯净干燥的O2并用O2氧化乙醇的装置。此时，活塞a应_(填“打开”或“关闭”)
16、，活塞b应_(填“打开”或“关闭”)，需要加热的仪器装置有_(在A、B、D、E、k、m中选填)，m中反应的化学方程式为_。目录解析：(1)先通过A装置除去二氧化碳气体，通过C装置检验二氧化碳气体是否除尽，通过B装置浓硫酸干燥，通过E装置用一氧化碳还原氧化铜，再一次通过装置C检验氧化产物二氧化碳，最后进行尾气处理，用酒精灯点燃。(2)关闭a活塞，打开b活塞，使硫酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体，通过装置E，与过氧化钠反应产生氧气，通过装置D除去过量的二氧化碳，干燥后通过装置H，乙醇和氧气在铜作用下发生催化氧化反应，生成乙醛。目录目录学科规律方法提升目录3实验装置总思路目录4信息类物质制备思考方法：
17、(1)浏览全题，确定目的；(2)注意表格信息及后续设问中的提示性信息，并在分析和解题中随时进行联系和调用；(3)分析并思考从原料到产品依次进行的反应，利用的反应原理，目标产物与副产物的关系等。目录例1(2013临沂模拟)某学生利用如图装置探究纯净干燥的氯气与氨气之间的反应。所提供的试剂有浓盐酸、熟石灰、二氧化锰、碱石灰、氯化铵。目录回答下列问题：(1)实验室制取氨气应选用的装置是(填对应字母)_，反应的化学方程式是_。(2)根据实验目的，所选装置的连接顺序为(填装置的接口字母)：()接()，()接(f)，(g)接()，()接()，()接()，其中，G装置的作用是_。(3)氯气和氨气在常温下混合
18、就会发生反应生成氯化铵和氮气，该反应的化学方程式为_；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(4)请你评价此套装置有何缺点_。目录目录目录目录【解题感悟】物质的制备过程中，要注意除杂，气体的除杂，首先要判断气体中的杂质，判断气体中的杂质的方法：(1)看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；(2)看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中一定含有CO2杂质，最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。目录例2目录目录(2)制备高纯MnCO3固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100 开始分解；Mn(OH)2开始沉淀的pH7.7。请补充由(1)制
19、得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤实验中可选用的试剂：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH：_；_；_；_；低于100 干燥。目录【解析】注意题目中所给信息结合所学知识进行分析，为使SO2尽量转化完全应注意控制反应进行的温度及通入气体的速度。目录跟踪训练1(2013成都模拟)气体是物质聚集状态的重要形式之一，在实验室或工业上经常需制备气体。以下是某同学设计的实验室制备氨气的一些装置。目录(1)上面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中不能得到氨气的是_。(2)利用B装置和下列提供的试剂，能制备的下列气体有_(填气体的化学式)。气体所用试剂SO2NaHSO3(固
20、)H2SO4(浓)Cl2MnO2(固)HCl(浓)H2SNa2S(固)H2SO4(浓)O2Na2O2(固)H2O目录(3)实验室制备、收集干燥的NO2，所需仪器如下图所示，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a_f。装置D的作用是_，装置E中盛放的溶液是_。制备时，烧瓶中装少量铜片，从分液漏斗向烧瓶中滴加浓硝酸，烧瓶中的现象是_。目录解析：氯化铵加热不能用于制备氨气，因为它分解生成的氨气与氯化氢遇冷又化合生成氯化铵;C装置试管口向上,可能会造成试管炸裂;B装置符合固体与液体不加热反应制备气体。答案：(1)A、C(2)SO2、O2(3)decb防止E中的溶液倒吸到B中NaOH溶液铜片和浓硝酸剧烈反应
21、，放热；产生大量红棕色气体，得到蓝色溶液，铜片逐渐溶解目录2某研究性学习小组的同学对铜与浓硫酸的反应进行探究，实验的部分装置如下。探究一(1)将6.4 g铜片和10 mL 18 molL1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到无气体生成为止，该小组的甲同学根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲同学认为硫酸剩余的理论依据是_。目录(2)下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_(填编号)。a铁粉 b氯化钡溶液c银粉d碳酸氢钠溶液探究二为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时，铜与硫酸就不能反应，甲、乙两位同学进行了如下设计：(3)甲同学设想“先测定生成SO2的量，然后计算剩余硫酸的浓
22、度”，他设计了如下四种测定SO2的量的方案。a将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有碱石灰的干燥管，结束反应后再次称量，发现干燥管质量增加m1 g。目录b将产生的气体缓缓通入足量硫酸酸化的KMnO4溶液中，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为m2 g。c用排CCl4的方法测定产生气体的体积V L(标准状况)。d将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中，然后过滤、洗涤、干燥、称得沉淀的质量为m3 g。经仔细分析后，发现有几种方案是不合理的，请填写下表(可以不填满也可以增加栏数)：序号不合理的原因改进措施目录(4)乙同学设计的方案：分离出反应后的溶液(假定反应前后烧瓶中溶液的体积不变)
23、并加蒸馏水稀释至1 000 mL，取20.00 mL于锥形瓶中，滴入23滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，但这种方法不能求出余酸的浓度，理由是_。(5)利用(3)中所选方案中的数据(若你认为方案不止一种，则任选其中一种)，计算出与铜反应的硫酸的最低浓度为(溶液体积的变化忽略不计)_。目录目录真题集训把脉高考1(2010高考上海卷节选)CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。目录完成下列填空：(1)用浓盐酸配制1
24、1(体积比)的稀盐酸(约6 molL1)，应选用的仪器是_。a烧杯 b玻璃棒c量筒d容量瓶(2)上述装置中，A是_溶液，NaHCO3溶液可以吸收_。(3)上述装置中，B物质是_。用这个实验得到的气体测定CO2的分子量，如果B物质失效，测定结果_(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。目录解析：(1)配制一定体积比的溶液时，应选用烧杯、玻璃棒和量筒。(2)根据实验所用的药品，制得的气体中可能含有H2S、HCl和水蒸气等。除去H2S可选用CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液。(3)B物质用于干燥制得的CO2，可选用无水CaCl2。若无水CaCl2失效，则CO2中含有水蒸气，会造成测定结果偏低。答案：
25、(1)a、b、c(2)CuSO4或酸性KMnO4HCl气体或酸性气体(3)无水CaCl2 偏低目录2(2010高考大纲全国卷)请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。(1)在下面方框中，A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器下方用标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C；其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：目录(2)根据方框中的装置图，填写下表：仪器标号仪器中所加物质作用A石灰石、稀盐酸石灰石与盐酸作用产生CO2(3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下
26、端插入小试管中。改进后的优点是_；(4)验证CO的方法是_。目录解析：(1)根据物质制备的一般思路：先制备CO2，再净化除杂、干燥，然后让纯净干燥的CO2与C在高温下反应制备CO。由于CO2不可能完全反应，因此要除去其中未反应完的CO2，最后还应注意尾气的处理，在这里只需要画出装置简图即可。(2)产生的CO2气体中会混有HCl气体和水蒸气，在和木炭反应之前需要除去杂质气体，分别用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸；反应剩余的CO2可以用NaOH溶液或澄清石灰水吸收。(4)CO气体的检验方法很多，可以点燃，看火焰颜色并验证生成的CO2；也可以在E后面再连接装有灼热CuO的玻璃管和盛有澄清石灰水的洗气瓶
27、，观察CuO和石灰水的变化。目录答案：(1)(2)仪器标号仪器中所加物质作用B饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl气体C浓硫酸除去CO2中的水蒸气D干燥木炭粉与CO2反应产生COE澄清石灰水吸收未反应的CO2目录(3)可以通过控制加酸的量，来控制气体产生的快慢；同时小试管中充满盐酸，可以起到液封的作用，防止反应剧烈时气体经漏斗冲出(4)点燃气体，火焰呈蓝色，再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上，烧杯内壁的石灰水变浑浊目录3(2011高考大纲全国卷)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置B、C、D的作用分别是B_；C_；
28、D_。目录(2)在实验室欲制取适量NO气体。下图中最适合完成该实验的简易装置是_(填序号)；目录根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：简单描述应观察到的实验现象_。应加入的物质所起的作用ABCD目录目录目录答案：(1)向上排气收集氯气安全瓶作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中 吸收尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境(2)反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A管上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随反应的进行又逐渐变为无色；A中液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中应加入的物质所起的作用A铜屑和稀硝酸产生NO气体B水排水收集NO气体C主要是接收B中排出的水D目录知能演练高分跨栏目录本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
