2025年高考化学总复习：化学实验基础之常见气体的制备

第十章化学实验基础

第3讲常见气体的制备

〔救哪■事命H分析）

课标要求核心考点五年考情核心素养对接

2023全国乙，T9；2023年6月

浙江，T5；2022湖南，T15；1.科学探究与创新意识：根据原料

2022广东，T5；2021全国乙，确定反应原理，同时考虑环保、节

能根据反应原理选T8；2021广东,T17；2021天约等因素，找出最佳制备途径。

常见气体

取实验装置制取物津，T15；2021辽宁，T18；2.证据推理与模型认知：通过物质

的制备

质2020全国H,T26；2020全国制备及性质验证实验的分析，明确

III,T26；2020海南，T4；性质验证实验的思路，并进行物质

2020江苏，T5；2019海南，制备及性质验证实验

T17；2019北京，T28

1.高考选择题中常结合气体除杂或收集、物质性质探究等考查气体制备实验装置

的选择、除杂试剂及装置的选择、收集装置的选择等。综合实验题中常结合物质

制备考查气体制备实验原理、气体净化、尾气处理等，也会以文字叙述的形式考

命题分析预测

查仪器作用、实验方案评价等。

2.预计2025年高考仍会在选择题中考查常见气体制备、气体净化等的装置选择。

综合实验题中会结合气体的制备考查气体制备原理、性质探究等

知识导图教材读薄।

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考点常见气体的制备

（教材帮:‘读透教材融会贯通

知识整合教材读厚।

1.常见气体的发生装置

I

4

“固+固”加热型

urn

“固+液”不加热型或“液+液”不加热型

“固十液”加热型或“液+液”加热型

启普发生器

示例1(1)①用氯化锭与消石灰制取氨气，化学方程式为「112NH4C1+Ca(OH)2qCaC12+2NH3f+

2H2O,

选用装置「21A(填标号，下同)。

②用浓氨水与碱石灰制取氨气，选用装置131B或C。

(2)①用碳酸钠与稀硫酸制取二氧化碳，选用装置⑷B或C。

②用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳，诜用装置⑸B或C或D或H。

△

(3)①用浓盐酸与二氧化镒制取氯气，化学方程式为⑹MnCh+4HCl(浓)M11CI2+CI2T+

2H2。，选用装置「71F或G。

②用漂白粉与浓盐酸制取少量氯气，化学方程式为⑻Ca(取O)2+4HC1(浓)一CaCL+2C12T+

2H2O,诜用装置⑼B或C。

(4)用铜与浓硝酸制取二氧化氮，选用装置「1与B或C或D。

(5)实验室制取乙烯，选用装置fillE。

(6)装6D还能制取的气体有112]H]、H2s(合理即可)(任写两种)。

(7)实验室用过氧化氢溶液与二氧化镒制取氧气，选用装置「131B或C。

(8)实验室制备乙烘的实验原理为泉41CaC2+2H2。一＞+Ca(OH)2，[⑸不能(填

“能"或"不能”)选用装置D,原因为「16]CaC2为粉末状固体且该反应剧烈、放出大量热。

2.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。

②酸性杂质用碱性吸收剂吸收，碱性杂质用酸性吸收剂吸收。

③还原性杂质，可用氧化性较强的物质吸收；氧化性杂质，可用还原性较强的物质吸收。

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作吸收剂除去杂质。

示例2

气体（括号内为杂质）除杂试剂选择装置

水（填标号，下同）

H2（HC1）[171a

水

N2(NH3)[181a

水

NO(NO2)[191a

NaOH溶液[201a

CO(C02)

碱石灰「211b或c或d

CO2(CO)灼热的CuO[221e

硫酸铜溶液

02(H2S)F231a

注意（1）一般情况下，用液体作除杂试剂，则先除杂后干燥；（2）若采用加热法除去杂质，则先干燥

后除杂。

3.气体的收集

确定气体收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。

收集方法排水法向上排空气法向下排空气法

收集的气体密度比空气大，且与收集的气体密度比空气小，且与

收集的气体不与水反

收集原理空气密度相差较大；不与空气中空气密度相差较大；不与空气中

应且难溶于水

的成分反应的成分反应

收集装置

示例3利用上述收集方法收集H2、SO2、02、CH4、C12、CO2、NO、NO2>NH3»其中能用排水法收集

的气体有「24]H?、。2、CH4、NO；能用向上排空气法收集的气体有[25]SC>2、。2、CL、CCh、

NO2；能用向下排空气法收集的气体有「26]H2、CH4、NH3；可用排1271饱和食盐水法收集CL。

4.尾气处理

a装置用于吸收或溶解反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸收Cb、CCh等。

b装置用于收集不溶于水、酸溶液或碱溶液的气体，如CO、NO等。

c、d装置用于吸收极易溶解且溶解很快的气体，如HC1、HBr、NH3等；其中d装置吸收量较少。

e装置用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。

f装置也有防倒吸作用，一般试剂X为水层，试剂Y为有机层(如CC14),可以吸收极易溶于试剂X或易

与试剂X反应，但不溶于试剂Y且不与试剂Y反应的气体。如若试剂X为水，试剂Y为四氯化碳，可用

于吸收氨气。

g装置干燥管内若盛放碱石灰(或NaOH)等碱性固体物质作为吸收剂，可用于吸收Cb、HC1、HBr、

H2S、SO2等酸性气体。

示例4[28]用c装置进行尾气吸收，判断下列说法正误。

(1)用碳酸钠溶液吸收苯和澳在FeBn作用下反应产生的漠化氢。(4)

(2)用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2。(4)

(3)用饱和NaHSCh溶液吸收SO2尾气。(X)

(4)用水吸收NH4cl和Ca(OH)2反应制备NH3的尾气。(<)

5.常见气体典型制备系统举例

(1)CL的实验室制备

(2)SO2的实验室制备

篁'(蛀管

(3)NH3的实验室制备

XH.CIM

3u

（体发“装看I气体件0.怆修装二陋'吸收装置

（高考帮）研透高考明确方向

命题点1气体的制备、收集装置的选择

1.[2021全国乙]在实验室采用如图装置制备气体，合理的是（C）

-0

直L「

化学试剂制备的气体

（）

ACaOH2+NH4CINH3

BMnO2+HCl（浓）C12

CMn02+KC103o2

DNaCl+H2SO4（浓）HC1

解析由题给装置可知，固体加热，排除B、D项；采用向上排空气法收集气体，NH3的密度比空气小,

排除A项。

命题拓展

（1）不能（填“能”或“不能”）用加热氯化铁固体的方法制备NH3,原因为NH4。受热分解生

成NH和HC1,但试管口温度较低，NH和HC1在试管口会重新生成NH4cl。

⑵不能（填“能”或“不能”）用向硫化钠固体滴加浓硫酸的方法制备H2S,原因为浓硫酸具有

强氧化性，能和Na2s发生氧化还原反应生成S和SO2,不能生成H2s气体。

2.[2021北京]实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是（B）

气体试齐u制备装置收集方法

A02KMnO4ad

BH2Zn+稀H2so4be

CNOCu+稀HNO3bc

石灰石+稀

DCO2H2SO4bc

解析。2的密度比空气稍大且难溶于水，通常用排水法收集，A项错误。实验室中用Zn和稀硫酸反应制

备H2,并用排水法收集H2,B项正确。NO易被空气中的。2氧化，通常采用排水法收集，C项错误。稀

硫酸与CaCCh反应制取CO2时，CaCCh表面会附着CaSCU而阻止反应的进行，实验室通常用石灰石和稀盐

酸制备CO2,D项错误。

命题点2气体的净化

3.能用如图所示（图中夹持装置、气体收集装置等均已略去；必要时可以加热）装置及相关试剂制取干

燥、纯净气体的是（D）

选项ABcD

气体

CO2Cl2NH3NO

a盐酸浓盐酸饱和NH4C1溶液稀硝酸

消石灰铜屑

bCaCO3MnO2

饱和溶液溶液

cNa2cChNaOHH2OH2O

d浓硫酸浓硫酸固体NaOH浓硫酸

解析盐酸和CaCCh反应可制取二氧化碳，但碳酸钠溶液能与CO2反应生成碳酸氢钠，即不能用饱和碳酸

钠溶液除去CO2中的HC1气体，A不符合题意；浓盐酸和二氧化镒在加热条件下反应可制取氯气，但氯气

和氢氧化钠溶液反应而导致收集不到氯气，B不符合题意；消石灰与饱和氯化镁溶液在加热条件下反应可

以制备氨气，氨气易溶于水，所以不能用水洗气，C不符合题意；稀硝酸与铜反应生成NO,且NO不溶

于水也不与浓硫酸反应，D符合题意。

技巧点拨

常见干燥剂的选择及装置归纳

液态干燥剂固态干燥剂

装置洗气瓶干燥管或U形管

常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰

H2、。2、H2、。2、N2、

N2、H2、

可干燥Cb、SO2、CL、SO2、82、

O2、CH4、

的气体CO2、co、CH4、H2S.HC1、

CO、NH3

、

CH4、N2HBrHI

不可干燥NH3、H2S、02、HC1、

NH3

的气体HBr、HIH2S、SO2、

C02、NO2

命题点3有害气体的尾气处理

4.下列有关叙述错误的是（A）

ABCD

可用作少量HC1尾气的可用作少量氨气尾气的关闭止水夹K,从a处可用作少量S02尾气的

吸收装置吸收装置加水可检验装置气密性吸收装置

解析HC1易溶于水，上层为水，下层为CCL时才能起到吸收尾气且防倒吸的作用，A错误。氨气极易溶

于水，双球U形管可阻止水倒吸入反应容器中，B正确。关闭止水夹K,从a处加水，若装置气密性良

好，则U形管左右两侧存在液面差，且一段时间内不改变，C正确。SO2与NaOH的反应速率不是很快，

可以不考虑倒吸，D正确。

［气体的净化］［全国I高考］实验室用H?还原WO3制备金属W的装置如图所示（Zn粒中往往含有硫等杂

质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气）。下列说法正确的是（B）

A.①、②、③中依次盛装KMnCU溶液、浓H2so八焦性没食子酸溶液

B.管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度

C.结束反应时，先关闭活塞K,再停止加热

D.装置Q（启普发生器）也可用于二氧化铳与浓盐酸反应制备氯气

解析装置Q是启普发生器，是氢气的发生装置，装置排列顺序是氢气发生装置一安全瓶—除去HC1、02

装置—除去H2s装置一干燥氢气装置一氢气还原氧化铝装置一尾气处理装置。Zn+2HCl^ZnCl2+H2T>

ZnS+2HCl^ZnCl2+H2ST,用装置Q制得的氢气中含有H?S、Ch、HCk氏0等杂质，由于酸性KMnCU

溶液可氧化氯化氢生成氯气，所以，应先用焦性没食子酸溶液吸收氧气，同时除去氯化氢（易溶于水），

再用酸性KMnCU溶液吸收硫化氢，最后用浓硫酸干燥，试剂盛放顺序依次为焦性没食子酸溶液、酸性

KMnCU溶液、浓硫酸，A项错误。加热WO3之前，要确保排尽装置内的空气，因为H2在空气中的浓度达

到一定范围时，加热易发生爆炸，通过检验氢气的纯度判断空气是否排尽，B项正确。类似氢气还原氧化

铜，实验完毕后，先停止加热，再继续通入氢气一段时间，C项错误。装置Q不能加热，适合块状固体与

液体在常温下反应，而实验室用二氧化镒与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化镒是粉末状固体，故装

置Q不能用于MnO2与浓盐酸反应制备氯气，D项错误。

（------------------------------:练习帮;练透好题精准分层-----------------------------

1.[2024武汉调研]18世纪70年代，瑞典化学家舍勒利用软锦矿与浓盐酸制得了氯气。某化学兴趣小组利用

以下装置模拟舍勒制备氯气，能达到预期目的的是（D）

A.发生装置B.干燥装置

C.收集装置D.尾气处理装置

解析用MnCh和浓盐酸制备氯气需要加热，A项错误；氯气能与碱石灰反应，B项错误；氯气的密度比

空气大，用向上排空气法收集，气体应从长管进、短管出，C项错误；氯气有毒，能与NaOH溶液反应，

可用NaOH溶液处理尾气，D项正确。

2.[2024广州模拟等组合]下列装置能达到目的的是（C）

NH

A.吸收尾气NH3,可防倒吸B.吸收CO

C.吸收尾气HC1D.收集NO2气体

解析NH3易溶于水，但装置中的煤油不能起到防止倒吸的作用，所以该装置不可用于吸收尾气NH3,A

不符合题意。一氧化碳是无色、无味、有毒气体，难溶于水，且不是酸性氧化物，不可用氢氧化钠溶液吸

收，B不符合题意。HC1易溶于水，尾气吸收时用安全瓶可防倒吸，C符合题意。NCh易与水反应生成

HNC>3和NO,所以该装置不可用于收集NCh气体，D不符合题意。

3.[2024南京模拟等组合]下列实验方案最合理的是（A）

A.制备乙烯B.制备氨气

C.制备并收集S02气体D.制备氧气

解析A项，乙醇和浓硫酸混合加热至170℃发生消去反应生成乙烯和水，需使用温度计测量混合溶液的

温度，温度计水银球应在液面以下，正确；B项，实验室用氯化镁固体和氢氧化钙固体在加热的条件下反

应制备氯气，直接加热氯化镁固体生成氨气和氯化氢，但生成的氨气和氯化氢在试管口反应重新生成氯化

铁，无法制备氨气，错误；C项，Cu和浓硫酸反应需要加热，且SO2能与水反应，不能用排水法收集，错

误；D项，NazCh为粉末状固体，不能用启普发生器的简易装置制取氧气，错误。

4.[2024黑龙江齐齐哈尔模拟改编]检验炭与浓硫酸反应产生气体的装置和所加药品如图所示，下列叙述不

正确的是（C）

A.a中品红溶液褪色，说明混合气体中有SO2

B.b中酸性KMnCU溶液的作用是除去SO2

+2+

C.b中发生反应的离子方程式为5SO2+4H+2MnO7^580^~+2H2O+2Mn

D.c中品红溶液不褪色，d中Ca（OH）2溶液变浑浊，说明混合气体中存在CO2

解析检验炭与浓硫酸反应产生的气体，即检验SO2与CO2是否存在，二者均能使澄清石灰水变浑浊，故

先检验并除去SO2,再检验CO?。SO2能使品红溶液褪色而CO2不能，若a中品红溶液褪色，说明混合气

体中有SO2,A正确。b中酸性KMnCU溶液的作用是除去SO2,防止对后续CCh的检验产生干扰，b中发

生反应的离子方程式为5so2+2H2O+2Mn0；^5so:+4H++2Mn2+,B正确，C错误。c中品红溶液

不褪色，证明SO?已被除尽，此时d中Ca（OH）2溶液变浑浊，说明混合气体中存在CO2,D正确。

5.[2024山东部分学校联考]利用下列试剂和如图所示装置制备气体并除去其中的非水杂质，能达到目的的

是（必要时可加热，加热及夹持装置已略去）（C）

选项气体试剂I试剂II试剂III

AC12浓盐酸MnO?NaOH溶液

Bso2浓硝酸NaiSOs饱和NaHSCh溶液

稀盐酸饱和溶液

Cco2CaCC)3NaHCCh

DC2H4浓硫酸C2H50HKM11O4酸性溶液

解析实验室利用二氧化镒和浓盐酸加热反应制取氯气，制取的氯气中含有HC1和水蒸气，除HC1应选用

饱和食盐水，不能用NaOH,因为氯气也能与NaOH反应，A项不能达到实验目的；浓硝酸具有强氧化

性，能将Na2sCh氧化为Na2so4,得不到SO2气体，B项不能达到实验目的；实验室用稀盐酸和CaCCh制

备CCh,制得的CCh中含有HC1和H2O,CO2不与饱和NaHCCh溶液反应，而HC1与饱和NaHCCh溶液反

应生成CO2,C项能达到实验目的；实验室将浓硫酸和无水乙醇的混合液迅速加热到170℃制备乙烯，制

得的乙烯中含有SO?、CCh和乙醇蒸气等杂质，乙烯、乙醇和二氧化硫都能被酸性高镒酸钾溶液氧化，因

此除杂时应选用NaOH溶液，D项不能达到实验目的。

6.[2023哈尔滨监测]侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一，他将氨碱法和合成氨工艺联合起来，创立

了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应有

反应I：NaCl+CO2+NH3+H2O=^NaHCO3；+NH4C1

反应H：2NaHCO3=Na2CO3+CO2T+H2O

下列制取少量Na2cO3的实验原理和装置能达到实验目的的是（C）

A.制取CO2B.除去CCh中的HC1

C.制取NaHCChD.制取Na2cCh

解析稀盐酸和大理石反应生成二氧化碳气体，可用于制取CCh,但长颈漏斗下端在液面以上，没有形成

液封，A不符合题意。除去CCh中的HC1,可以把混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液中，但气体应长导管

进，短导管出，B不符合题意。向溶有足量氮气的饱和食盐水中通入二氧化碳，在冷水浴下发生反应，生

成碳酸氢钠晶体和氯化核，可以制备碳酸氢钠，C符合题意。碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、CCh和

水，题给装置中生成的水会倒流，试管口应略向下倾斜，D不符合题意。

第力练

7.[2023苏锡常镇四市调研]实验小组利用如图所示装置（加热及夹持装置已省略）制备氯酸钠。下列实验

装置和操作不能达到实验目的的是（A）

A.用装置甲制备氯气

B.用装置乙处理余氯

C.用装置丙除去氯化氢

D.用装置戊检验氯气

解析A项，MnCh和浓盐酸在加热条件下反应生成Cb,实验中用的稀盐酸，不能达到实验目的；B项，

关闭丙中的止水夹，打开乙中的止水夹，甲中剩余的Cb可由乙中NaOH溶液吸收处理，能达到实验目

的；C项，HC1极易溶于水，而CL在饱和食盐水中的溶解度较小，能达到实验目的；D项，CL可将KI氧

化成b,淀粉遇上变蓝，故可以检验Cb,能达到实验目的。

8.NaClC>2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用于日常漂白织物等，实验室制备NaCICh的装置如图所示，其

中C内生成C1O2。下列说法错误的是（A）

质量分数为75%

溶液的混合

溶液

A.为快速制取SO2,可用质量分数为98%的浓硫酸代替质量分数为75%的硫酸溶液

B.C中竖直玻璃管的作用是平衡系统的压强

C.E的作用是防止倒吸，F中的试剂不能用澄清石灰水代替

D.H2O2是制备NaCICh的还原剂，其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1

解析由于质量分数为98%的浓硫酸中H2s。4主要以分子形式存在，反应速率较慢，故不能用质量分数为

98%的浓硫酸代替质量分数为75%的硫酸溶液，A项错误。如果装置内压强过大，竖直玻璃管内液面升

高，使装置内压强减小，故竖直玻璃管可起到平衡系统压强的作用，B