2025版 高三化学（大一轮复习 ）第21讲　常见气体的制备、净化和收集.docx

第21讲常见气体的制备、净化和收集

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。

考点常见气体的制备、净化和收集

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：

类型

装置

可制备气体

固体＋固体eq\o(―――→,\s\up7(△))

气体

O2、NH3等

固体＋液体

（或液体＋液

体）eq\o(―――→,\s\up7(△))气体

Cl2、C2H4等

固体＋液体

（不加热）―→

气体

H2、NH3、

CO2、O2等

3.常见气体的制备套装

(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

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

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.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。

(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，尾气处理可采用a、c装置。

③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。

题组一与气体制备有关的“套装型”实验设计

1.（2023·天津河东区一模）下列实验不能达到实验目的的是(A)

A．装置甲实验室制氨气

B．装置乙实验室制氯气

C．装置丙检验浓硫酸与Cu反应产生SO2

D．装置丁实验室制乙酸乙酯

解析：制备氨气选用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体加热制备，而加热NH4Cl固体无法制备，A项不能达到实验目的；MnO2与浓盐酸加热制备Cl2，Cl2的收集选择向上排空气法，以NaOH溶液进行尾气吸收，B项能达到实验目的；Cu丝和浓硫酸加热条件下制备SO2，SO2可用品红溶液检验，用浸了NaOH溶液的湿棉花进行尾气处理，C项能达到实验目的；乙醇和乙酸在浓硫酸催化作用下加热制备乙酸乙酯，用饱和Na2CO3溶液接收乙酸乙酯可以降低酯的溶解度同时除杂，导气管不伸入液面以下防止倒吸，D项能达到实验目的。

2．（2023·陕西西安联考）对于下列实验，不能达到实验目的的是(B)

A．用甲装置验证SO2的氧化性

B．用乙装置验证氧化性：Cl2＞Fe3+＞I2

C．用丙装置验证稀硝酸的还原产物为NO

D．用丁装置检验SO2中是否混有CO2

解析：SO2和Na2S溶液反应生成硫单质，SO2体现氧化性，A能达到实验目的；乙中右侧试管中四氯化碳呈现紫红色，说明有碘单质生成，但是可能是氯气和碘化钾反应生成的碘单质，B不能达到实验目的；稀硝酸与碳酸钙反应生成硝酸钙、二氧化碳和水，CO2可以排出装置中的氧气，避免O2的存在导致无法观察到NO，再将铜丝伸入，让铜与稀硝酸反应，即可验证稀硝酸的还原产物为NO，C能达到实验目的；首先用高锰酸钾除掉SO2，之后用品红溶液检验SO2是否除净，此时如果澄清石灰水变浑浊，则可以证明混有CO2，D能达到实验目的。

题组二气体的制备、净化与收集

3．（2023·江苏江阴一模）用下列装置依次进行乙烯的制取、除杂、性质检验和气体收集，其中不能达到相应实验目的的是(D)

A.制取

B.除杂

C.性质检验

D.收集

解析：由实验装置图可知，装置A中发生的反应为在浓硫酸作用下乙醇在170℃条件下发生消去反应生成乙烯和水，A能达到实验目的；装置B中盛有的氢氧化钠溶液用于除去乙烯气体中混有的二氧化硫和二氧化碳杂质，B能达到实验目的；装置C中盛有的溴的四氯化碳溶液发生加成反应使溶液褪色，为验证乙烯性质的装置，C能达到实验目的；乙烯的密度与空气的密度接近，不能用排空气法收集乙烯气体，用排水法收集最合适，D不能达到实验目的。

4．根据装置和下表内的物质（省略