2022高考化学一轮复习常见气体的制备知识研习（人教版）

第十一章化学实验基础第三节常见气体的制备知识研读(对应学生用书P160)课程解读课程标准1.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)。2．与其他各部分知识、技能的综合应用。考点展示1.以常见气体的制备为知识载体考查学生的综合实验能力。2．对课本上的气体制备实验进行创新，考查装置和仪器药品的替代方法。知识梳理一、实验室制取氧气1．反应原理(1)用KClO3和MnO2制取化学方程式：_____________________________________。(2)用H2O2和MnO2制取化学方程式：_____________________。2．收集方法用______________________。排水法或向上排空气法二、实验室制取二氧化碳1．反应原理化学方程式：____________________________。2．收集方法用_____________。三、实验室制取氢气1．反应原理化学方程式：____________________________。2．收集方法用____________________。向上排空气法Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑排水法或向下排空气法四、实验室制取氯气1．反应原理化学方程式：____________________________________。2．收集方法用_____________。五、实验室制取氨气1．反应原理化学方程式：____________________________________。2．收集方法用_____________。MnO2＋4HCl(浓)===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O向上排空气法向下排空气法考点一

气体制备时反应发生装置的选择1．常见气体制备发生装置考点整合(即时巩固解析为教师用书独有)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加热时先均匀加热再固定加强热固、液加热型或液、液加热型Cl2、HCl、NO等①烧瓶加热时要垫石棉网②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片固、液不加热型或液、液不加热型H2、CO2、SO2、NO2等①使用长颈漏斗时，要使漏斗插入液面以下②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且一种气体不溶于水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或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收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大收集装置适用的气体H2、O2、NO、CH4、C2H4等Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等H2、NH3等【案例1】拟用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。气体abcdC2H4乙醇浓H2SO4NaOH溶液浓H2SO4Cl2浓盐酸MnO2NaOH溶液浓H2SO4NH3饱和NH4Cl溶液消石灰H2O固体NaOHNO稀HNO3铜屑H2OP2O5(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是______。(2)指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由(可以不填满)①气体________，理由是___________________________。②气体________，理由是___________________________。③气体________，理由是___________________________。④气体________，理由是___________________________。【解析】本题重在考查制备气体的反应条件、气体的干燥及净化方法的选择。答题时必须全面分析、理解所给的装置的意图，结合学过的实验基本操作知识，才能作出正确的选择。由于所给制备装置中，没有温度计无法控制反应温度，不能确定是否有C2H4产生，也就不能得到干燥纯净的C2H4；所给装置虽然加热时可以产生Cl2，但在c装置中用NaOH溶液除HCl同时，Cl2也被吸收；饱和NH4Cl溶液与消石灰作用产生NH3，但在通过c装置时被水吸收，最后也得不到NH3；铜与稀硝酸作用产生NO气体，部分被装置中的氧气氧化为NO2，但在通过c装置中的水时，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO又得到NO，经P2O5干燥得到纯净的NO。【答案】

(1)NO(2)①C2H4装置中没有温度计，无法控制反应温度②Cl2反应生成的Cl2被c中的NaOH吸收了③NH3反应生成的NH3被c中的H2O吸收了【即时巩固1】

(2008·山东高考改造题)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置______(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置______(填代号)。可选用制备气体的装置：【解析】考虑所给反应物质的状态与气体的性质选用气体发生和收集的装置。制备氢气不需加热，且锌粒为固体颗粒，氢气难溶于水，密度比空气小，因此a、e、f中只有e正确；氯气可溶于水，且氯气中混有氯化氢和水蒸气，为除杂需选用d装置。【答案】

e

d考点二气体的净化及尾气的吸收1．气体的净化(1)净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。(2)气体的净化装置与方法①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来除去杂质气体。②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或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。③还原性杂质，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来除去杂质。④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂做吸收剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的a除去杂质。2．尾气的吸收(1)用水吸收的是：HCl、NH3(注意防倒吸)。(2)用烧碱溶液吸收的是：Cl2、SO2、NO2、H2S等。(3)用燃烧的酒精灯可点燃除去的是：CO。灵犀一点：当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置，通常是除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后。【案例2】

(2008·四川理综)某课外小组利用H2还原黄色的WO3粉末测定W的相对原子质量，下图是测定装置的示意图，A中的试剂是盐酸。请回答下列问题：(1)仪器中装入的试剂：B_______、C______、D________。(2)连接好装置后应首先________，其方法是____________。(3)“加热反应管E”和“从A中逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是________________。在这两步之间还应进行的操作是_____________________________________________________。(4)反应过程中G管逸出的气体是________，其处理方法是____________________________。【解析】

(1)一般用盐酸和锌粒反应制取氢气，故B中放锌粒，C中用水吸收挥发出的HCl气体，D中用浓硫酸干燥H2。(2)连接好装置后应先检验装置的气密性，具体方法是：将G弯管浸没在盛有水的烧杯中，微热烧瓶B，观察G管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好。(3)应先通入氢气，然后再加热反应管E，所以应该先向A瓶逐滴滴加液体，制取氢气；在加热反应管E之前，还要检验氢气的纯度，只有氢气纯了，才能加热反应管E。(4)F会将生成的水蒸气吸收，最后从G管逸出的气体是氢气，可以采用在G管出口处点燃的方法除去多余的氢气。【答案】

(1)锌粒水浓硫酸(2)检查气密性将G弯管浸没在盛有水的烧杯中，微热烧瓶B，观察G管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好(3)先从A瓶逐滴滴加液体检验H2的纯度(4)氢气在G管出口处点燃【规律方法】

(1)气体的除杂：先除杂，后除水，加热除氧放末尾。常用的除杂试剂(括号内为杂质气体)有：硫酸铜溶液(H2S)、碳酸氢钠溶液(SO2或HCl)、加热氧化铜粉末(CO或H2)、浓NaOH溶液(CO2)、加热铜网(O2)、浓H2SO4或无水氯化钙(H2O)。(2)尾气的处理：燃烧法(如CH4、C2H4、C2H2、H2、CO等)；碱液吸收法