常见气体的实验室制法

常见气体的实验室制法第一页，共四十七页，2022年，8月28日常见气体的实验室制法[基础全扫描]

实验室需要制备的气体有：①O2、②H2、③NH3、④CO2、⑤Cl2、⑥SO2、⑦NO。

(1)用化学方程式表示制取下列气体的反应原理：①O2：

；②H2：

；Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑第二页，共四十七页，2022年，8月28日③NH3：

；④CO2：

；⑤Cl2：

；⑥SO2：

；⑦NO：

。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O第三页，共四十七页，2022年，8月28日(2)有下列三套制取气体的发生装置：依据气体的制备原理，上述七种气体中能用A装置制取的气体有

(填序号，下同)。能用B装置制取的气体有

。能用C装置制取的气体有

。①、③①、②、③、④、⑥、⑦⑤第四页，共四十七页，2022年，8月28日(3)上述气体中，能用排水法收集的是

。能用向下排空气法收集的是

。(4)上述气体中，能用浓H2SO4干燥的是___________

。能用碱石灰干燥的是

。能用无水氯化钙干燥的是

。①、②、⑦②、③①、②、④、⑤、⑥、⑦①、②、③、⑦①、②、④、⑤、⑥、⑦第五页，共四十七页，2022年，8月28日[认知无盲区](1)制取O2，除用MnO2与KClO3混合共热外，还可以用加热分解KMnO4，或用Na2O2与水反应，或MnO2催化分解H2O2的方法制取。

(2)棉花团在气体制取装置中的作用：①加热KMnO4制备O2时，应在加热的试管管口放一团棉花，以防止KMnO4粉末随气流进入导管。②制取NH3时，药品要干燥，收集时试管管口常堵一团蘸有稀硫酸的棉花，可以减少对流，增大氨气的浓度，稀硫酸可以吸收氨气，防止污染环境。第六页，共四十七页，2022年，8月28日(3)气体的收集方法：常用收集气体的方法，如右图装置：A装置从a管进气是向上排空气法，从b管进气是向下排空气法。B装置从b管进气是排液法集气。①如果液体为水，可以收集H2、NO、O2等气体；②如果液体为饱和食盐水，可以收集Cl2；③如果液体为饱和NaHCO3溶液，可以收集CO2；④如果液体为CCl4，可以收集NH3。第七页，共四十七页，2022年，8月28日[练习点点清]1．如图所示装置可以用来制取、洗涤、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于 (

)A．锌和盐酸生成氢气B．二氧化锰和浓盐酸加热生成氯气C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳D．氯化钠和浓硫酸加热生成氯化氢解析：由题中制备气体的装置图可知，与该装置相适应的气体的特点是常温反应制取，难溶于水，可用浓H2SO4干燥，可用向下排空气法收集。综上可知，答案为A。答案：A

第八页，共四十七页，2022年，8月28日第九页，共四十七页，2022年，8月28日解析：根据题给反应可知，制备氢气采用的是固体和液体不加热的方法，可以采用简易启普发生器，收集氢气可以采用向下排空气法或排水法，结合题给装置，在e、f中可以确定e制备氢气；用二氧化锰和浓盐酸制氯气需要加热，所以在a、b、c、d中排除a，装置b、c不能除杂、干燥，故选d，其集气瓶瓶中盛放的药品是(按先后顺序)饱和NaCl溶液、浓硫酸、空瓶(收集)、NaOH溶液。答案：e

d第十页，共四十七页，2022年，8月28日1．牢记常见气体实验室制法的5个反应原理：(3)CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。第十一页，共四十七页，2022年，8月28日(2)3类干燥剂：酸性干燥剂(浓H2SO4)、碱性干燥剂(碱石灰)、中性干燥剂(无水CaCl2)。

(3)3类气体收集方法：排水法、向上排气法、向下排气法。2.掌握气体制备的3类发生装置、干燥方法、收集方法:第十二页，共四十七页，2022年，8月28日[考点一常见气体的制备与收集][动态课件＋flash演示见光盘]1．实验室里能否用大理石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体？为什么？答案：不能；因为CaCO3与稀H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石的表面，阻止反应的继续进行。2．实验室里除用NH4Cl和熟石灰混合共热制取氨气外，还有哪些方法能制取氨气？答案：加热浓氨水，浓氨水与生石灰混合。超链接超链接第十三页，共四十七页，2022年，8月28日3．实验室里能否用图1装置制取氯气？若能，试写出反应的化学方程式。答案：能；2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O4．选择合适的试剂，能否用图2所示的装置分别制取少量CO2、NO和O2？为什么？答案：不能制取NO；原因是NO不能用排空气法收集。图1图2第十四页，共四十七页，2022年，8月28日[考点师说]1．常见气体制备的发生装置选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如下：反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等①试管要干燥②试管口略低于试管底③加热时先预热再固定加热④用KMnO4制取O2时，需在管口处塞一小团棉花第十五页，共四十七页，2022年，8月28日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等①加热烧瓶时要隔石棉网②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片固、液不加热型O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速第十六页，共四十七页，2022年，8月28日2．气体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应且难溶于水收集的气体密度比空气大，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应收集装置适用的气体H2、O2、NO、CH4Cl2、CO2、NO2、SO2H2、NH3第十七页，共四十七页，2022年，8月28日[例1]

(2011·大纲全国卷)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。

(1)如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。第十八页，共四十七页，2022年，8月28日

装置B、C、D的作用分别是：

B_________________________________________；

C_________________________________________；

D_________________________________________。

(2)在实验室欲制取适量NO气体。①下图中最适合完成该实验的简易装置是________(填序号)；第十九页，共四十七页，2022年，8月28日②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：应加入的物质所起的作用ABC③简单描述应观察到的实验现象__________________________________________________________________。第二十页，共四十七页，2022年，8月28日[解析]本题主要考查常见气体的制备，意在考查考生根据反应原理和气体的性质进行化学实验的能力。高锰酸钾具有强氧化性，能将浓盐酸中的氯离子氧化为氯气，装置B用来收集比空气重的氯气，装置D吸收尾气，装置C起到了防倒吸的作用。一氧化氮的密度与空气接近，不能用排空气法收集，一氧化氮不与水反应，可以用排水法收集，选用装置Ⅰ，A装置中盛放铜片和稀硝酸，B装置中盛放水，C装置接收排出的水。第二十一页，共四十七页，2022年，8月28日[答案]

(1)向上排气收集氯气安全作用，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)①Ⅰ②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③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棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色；A中的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中第二十二页，共四十七页，2022年，8月28日[演练冲关]1．(2011·上海高考)草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去) (

)第二十三页，共四十七页，2022年，8月28日答案:D解析：草酸晶体加热过程中有水生成，不能利用A、B，否则生成的水冷凝后令仪器炸裂；因草酸晶体在101.5℃熔化，在试管中流到管口，而发生堵塞，C错误。第二十四页，共四十七页，2022年，8月28日[考点二气体的净化与尾气的吸收][动态课件更形象，见配套光盘]1．二氧化硫具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，能否用浓H2SO4干燥二氧化硫气体？答案：能。2．如何除去CO2中混有的少量HCl气体？答案：将混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。3．不能用浓H2SO4干燥的气体有哪些？答案：碱性气体(如NH3)，还原性气体(如H2S、HI等)。4．NO有毒，能产生环境污染，如何除去尾气中的NO气体？答案：通入O2(或空气)，再将混合气体通入足量NaOH溶液中吸收。超链接第二十五页，共四十七页，2022年，8月28日[考点师说]1．常见气体的净化方法和净化装置

(1)常见气体的净化方法：气体的净化可分为物理方法和化学方法。遵循的原则：不损失主体气体，不引入新杂质。①物理方法：

a．液化法：利用沸点不同从空气中分离出N2和O2。

b．水洗法：利用溶解度不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3；利用与H2O的反应从NO和NO2的混合气体中除去NO2。第二十六页，共四十七页，2022年，8月28日②化学方法：

a．氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去混合气体中的O2；通过灼热的CuO除去H2、CO等。

b．酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过碱石灰除去CO2。

c．沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4。

(2)常见净化装置：第二十七页，共四十七页，2022年，8月28日a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。b装置一般盛液体试剂，用于洗液。c装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。

(3)常见干燥剂：液态干燥剂固态干燥剂装置第二十八页，共四十七页，2022年，8月28日液态干燥剂固态干燥剂常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体NH3、H2S、HBr、HI等NH3Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2等第二十九页，共四十七页，2022年，8月28日2．尾气的处理

(1)转化处理：对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表：Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液CuSO4溶液或NaOH溶液水水或浓硫酸点燃与O2混合后通入NaOH溶液第三十页，共四十七页，2022年，8月28日(2)直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。

(3)尾气处理装置：①在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。第三十一页，共四十七页，2022年，8月28日②某些可燃性气体可用点燃或转化的方法，如图丙，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。③收集法，如图丁，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。④对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。第三十二页，共四十七页，2022年，8月28日A．装置①可用于吸收实验中多余的SO2B．装置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等C．装置③中X为苯，可用于吸收NH3或HCL气体D．装置④可用于收集NH3，并吸收多余的NH3第三十三页，共四十七页，2022年，8月28日[解析]

SO2和NaOH溶液会发生反应，故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染，A选项正确。装置②中如果气体从长导管通入，只能收集密度比空气大且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集Cl2、NO2等；如果气体从短导管通入，只能收集密度比空气小且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集H2、NH3等，B选项正确。装置③中如果X为苯，因为苯的密度比水的小，故苯应该在上层，C选项错误。装置④中先用盛有碱石灰的干燥管除去氨气中的水蒸气，然后用排空气法收集NH3，最后用防倒吸的装置吸收多余的NH3，故D选项正确。

[答案]

C第三十四页，共四十七页，2022年，8月28日[演练冲关]第三十五页，共四十七页，2022年，8月28日物质制备实验系列——气体的制备

(2012·四川高考)下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。超链接第三十六页，共四十七页，2022年，8月28日实验装置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为：①_______________乙小组②_____浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：③________________第三十七页，共四十七页，2022年，8月28日教材中制备气体的三类发生装置：第三十八页，共四十七页，2022年，8月28日[高考源于教材]

气体的实验室制法，包括反应原理、实验装置是考纲明确要求的重要考点，特别是H2、NH3、CO2、O2、Cl2的实验室制备原理和装置更是每年高考命题的热点。初中教材详细介绍H2、CO2、O2的制备，高中教材详细介绍NH3、Cl2的制备。而高考命题却将这些知识拓展到依据反应物的状态、反应条件来选择气体的发生装置，以及利用实验装置寻找实验室制取氨气的其他方法，从而开阔了考生的视野，提高了考生的创新意识及创新思维。第三十九页，共四十七页，2022年，8月28日②依据实验药品的状态及常温下就能反应可选择B装置。第四十页，共四十七页，2022年，8月28日[迁移·发散·整合]

一、高考还可能这样考

1．用实验室制NH3的气体发生装置还可以制备哪些气体？其反应原理是什么？2．能否用加热分解NH4Cl制备NH3？解释原因。第四十一页，共四十七页，2022年，8月28日3．用浓盐酸和浓硫酸可以制备HCl，应选用哪个装置？

提示：液＋液―→气体，不需加热。

4．制备Cl2时，连接好装置并检查气密性，后续操作是什么？提示：加入固体药品―→加入液体药品―→加热。5．如图为一种“随开随用，随关随停”的气体发生装置，利用该装置制备气体时，所制气体需要满足什么条件？

提示：(1)原理：固＋液―→气体，不需要加热；

(2)固体形状必须为块状；

(3)产生的气体不溶