还剩18页未读，
继续阅读
所属成套资源：备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用）
成套系列资料，整套一键下载
01 考向1 以气体制备为主线的气体流程型实验（附答案解析）-备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用）
展开
这是一份01 考向1 以气体制备为主线的气体流程型实验（附答案解析）-备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用），共21页。
以气体制备为主线的气体流程型实验
【知识网络•悉考点】
【研析真题•明方向】
1．(2022·广东卷)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成 Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
2．(2022·山东卷)某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求是( )
选项
气体
液体
固体粉末
A
CO2
饱和Na2CO3溶液
CaCO3
B
Cl2
FeCl2溶液
Fe
C
HCl
Cu(NO3)2溶液
Cu
D
NH3
H2O
AgCl
3．(2022·江苏卷)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取SO2气体 B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2 D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
4．(2022·北京卷)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是( )
a中反应
b中检测试剂及现象
A
浓HNO3分解生成NO2
淀粉－KI溶液变蓝
B
Cu与浓H2SO4 生成SO2
品红溶液褪色
C
浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3
酚酞溶液变红
D
CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯
溴水褪色
5．(2021·全国乙卷)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )
化学试剂
制备的气体
A
Ca(OH)2＋NH4Cl
NH3
B
MnO2＋HCl(浓)
Cl2
C
MnO2＋KClO3
O2
D
NaCl＋H2SO4(浓)
HCl
6．(2021·北京卷)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( )
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
O2
KMnO4
a
d
B
H2
Zn+稀H2SO4
b
e
C
NO
Cu+稀HNO3
b
c
D
CO2
CaCO3+稀H2SO4
b
c
7．(2020·全国卷Ⅲ)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是( )
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀H2SO4
D
CO2
饱和NaHCO3溶液
8．(2017·江苏卷)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A．制取SO2 B．验证漂白性 C．收集SO2 D．尾气处理
【重温知识•固基础】
一、气体物质制备流程
实验装置选择的思路
1．气体制备的发生装置
(1)常见气体制备装置
①装置的选择：根据制备原理、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置
②加热操作要求
a．使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸
b．制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继
续通原料气至试管冷却
反应装置类型
装置图
适用气体
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
④用高锰酸钾制取氧气时，需在管口
处塞一小团棉花
固、液加热型
或液、液加热型
Cl2、HCl、SO2等
①加热烧瓶时要垫石棉网
②反应物均为液体时，烧瓶内要加沸
石或碎瓷片
固、液不加热型
O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等
①使用长颈漏斗时，漏斗下端管口要
插入液面以下
②启普发生器只适用于块状固体与液
体的反应，反应不需要加热且气体
不溶于水
③使用分液漏斗既可增强装置的气密
性，又可控制加入液体的速度
(2)气体制备装置的创新
①“固(液)＋液气体”装置的创新
图A的改进优点是能控制反应液的温度
图B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等；两容器内气体压强相等，便于液体顺利流下
②固体加热制气体装置的创新
试管形状的创新
改进的目的
该装置用于加热易液化的固体物质，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流
实例
用草酸晶体受热分解制取CO气体可用此装置
③“块状固体＋液体气体”装置的创新
大试管中的小试管中盛有液体反应物，起液封的作用，防止气体从长颈漏斗中逸出，这样设计可节约试剂
装置可通过伸入或拉出燃烧匙，做到控制反应的发生和停止
装置通过倾斜Y形管使液体与固体接触发生反应，便于控制反应的进行
2．气体的净化装置
(1)判断气体中的杂质方法：凡是反应物中有易挥发性液体，如盐酸、浓硝酸、溴水等，制得的气体中一定含有相应的杂质HCl、HNO3、溴蒸气及水蒸气等。还有一些发生副反应的，如用酒精和浓硫酸反应制乙烯时，由于副反应的发生而使乙烯中含有杂质SO2、CO2和水蒸气
(2)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
(3)吸收剂的选择的依据：选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下
①易溶于水的气体杂质可用水来吸收 ②酸性杂质可用碱性物质吸收
③碱性杂质可用酸性物质吸收 ④水为杂质时，可用干燥剂来吸收
⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂
(4)根据试剂选择合适的装置：洗气瓶、U形管、球形干燥管、硬质玻璃管
装置
示意图
适用范围
试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体
杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体
(5)常见气体的净化实例
气体
所含杂质
净化剂
气体
所含杂质
净化剂
Cl2
HCl
饱和食盐水
乙炔
H2S
硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液
CO2
HCl
饱和碳酸氢钠溶液
CO2
SO2
饱和碳酸氢钠溶液
SO2
HCl
饱和亚硫酸氢钠溶液
CO
CO2
碱石灰或氢氧化钠溶液
乙烯
SO2、CO2
氢氧化钠溶液或碱石灰
CO2
CO
灼热的氧化铜
乙烷
乙烯
溴水
CO2
O2
灼热的铜网
3．气体的干燥：气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；气体干燥的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等
类型
液体干燥剂
固体干燥剂
装置
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)
可干燥
的气体
N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、SO2、HCl、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2等
可干燥除NH3以外的所有气体
可干燥NH3及中性气体
不可干燥
的气体
NH3、H2S、HBr、HI等
NH3
Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2等
4．气体的收集装置
(1)常见气体的收集方法
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、CH4等
Cl2、CO2、NO2、SO2等
H2、NH3等
(2)集气装置的创新——排液集气装置
排液集
气装置
装置(Ⅰ)
从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体
①饱和食盐水——收集Cl2 ②饱和NaHCO3溶液——收集CO2
③饱和NaHS溶液——收集H2S ④四氯化碳——收集HCl或NH3
装置(Ⅱ)
储气式集气：气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到气体
5．尾气的处理
(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、爆炸等灾害
(2)处理方法
①转化处理：对有毒、有害的气体必须用适当的方法处理成无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见气体的处理方法如下
Cl2
SO2
NO2
H2S
HCl
NH3
CO、H2
NO
NaOH溶液
硫酸铜溶液或NaOH溶液
水
水或硫酸溶液
点燃
与氧气混合后通入NaOH溶液
②直接排入空气中：主要是针对无毒、无害气体的处理。如：N2、O2、CO2等
(3)吸收原则：能充分吸收气体；不能倒吸
(4)尾气处理装置
①在水中溶解度较小的气体(如：Cl2等)，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去，如图甲
②对于溶解度很大、吸收速率很快的气体(如：HCl、NH3等)，吸收时应防止倒吸，如图乙
③某些可燃性气体可用点燃的方法除去，如CO、H2可点燃除去，如图丙
④尾气也可以采用收集的方法处理，如CH4、C2H4、H2、CO等，如图丁
6．防倒吸装置
①液体容纳
图甲、乙原理相同，当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减小，吸收液上升到漏斗或干燥管中，导致烧杯中液面下降；使漏斗口、干燥管脱离液面，吸收液受自身重力作用又流回烧杯内，从而防止吸收液倒吸
②分液式
如图所示，NH3、HCl等易溶于水却不溶于CCl4的气体，在CCl4中形成气泡，增大与水的接触面积，进行间接吸收，可以达到防倒吸的目的
③安全瓶
、
如图所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液进入安全瓶，从而防止吸收液进入受热仪器或反应容器，起到防倒吸作用
7．其它操作
(1)防潮处理装置：制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如：FeCl3、Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入
(2)量气装置：装置D在读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，反应前后甲管中的液面差值即为气体体积
(3)冷凝回流装置 (冷凝回流的目的：提高原料的利用率)
①当反应物易挥发时，为防止反应物过多挥发损耗，可进行冷凝回流
②甲相当于空气冷凝，乙、丙是用水冷凝，注意水从下口流入，上口流出
二、常见气体制备的反应原理
1．氯气的实验室制法
原理
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O (快速制取Cl2，不需要加热)
反应原料
MnO2与浓盐酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气
收集装置
向上排空气法或排饱和食盐水法
尾气处理
用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
验满方法
①将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满
③观察法：氯气是黄绿色气体
【微点拨】
①反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应
②加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发
③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气
④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全
⑤氯气的工业室制法
a．工业制法(电解饱和食盐水)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
b．电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2．二氧化硫的制备
原理
Na2SO3＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O
反应原料
Na2SO3固体、70%的浓H2SO4
实验装置
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
通入浓H2SO4 (除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收多余SO2，防止污染空气 (2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O)
检验方法
先通入品红试液，褪色，加热后又恢复原红色
3．氨气的实验室制法
(1)实验过程及实验装置
原理
2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
反应原料
实验室一般用氯化铵或硫酸铵与Ca(OH)2固体
实验装置
发生装置
“固＋固气”型，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同
净化装置
通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥
收集装置
NH3极易溶于水 密度比空气小，只能用向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气
尾气处理
多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置如图所示：
验满方法
①方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满
②方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满
(2)实验室制取氨气时注意事项
①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3极易分解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质
②消石灰不能用KOH或NaOH代替，原因是：NaOH、KOH易吸水、易结块，不利于生成的NH3逸出，而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管
③氨气干燥时：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥
④收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气
(3)快速制备氨的方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2OH2O＋NH3↑
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出
浓氨水＋固体CaO
NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的放出；
②增加溶液中的OH－浓度，减小NH3的溶解度
(4)氨的工业制法：N2＋3H22NH3
4．乙烯的实制法
(1)乙烯的实验室制法
反应原料
乙醇和浓硫酸
实验原理
主反应
CH3CH2OH CH2＝CH2↑＋H2O (消去反应)
副反应
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O (取代反应)
C2H5OH＋6H2SO4(浓)6SO2↑＋2CO2↑＋9H2O
制气类型
“液＋液气”型 (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽)
实验装置
净化装置
浓NaOH溶液(或碱石灰)
收集装置
排水法
【微点拨】
①加入药品的顺序：在烧杯中先加入5 mL 95%的乙醇，然后滴加15 mL浓硫酸，边滴加边搅拌，冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)；因此加入药品的顺序：碎瓷片―→无水乙醇―→浓硫酸
②反应条件：170°C、浓H2SO4 (加热混合液时，温度要迅速升高并稳定在170 ℃)
③浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂
④因为参加反应的反应物都是液体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，避免液体受热时发生暴沸
⑤温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为170℃，因为需要测量的是反应物的温度
⑥实验室制取乙烯时，不能用排空气法收集乙烯：因为乙烯的相对分子质量为28，空气的平均相对分子质量为29，二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙烯
⑦在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、脱水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、C (因此试管中液体变黑)，而浓硫酸本身被还原成SO2，故制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰)后，才能收集到比较纯净的乙烯
⑧若实验时，已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间，忘记加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片
⑨反应物的用量：乙醇和浓硫酸体积比为1:3，且需要的量不要太多，否则反应物升温太慢，副反应较多，从而影响了乙烯的产率，使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的产量
⑩实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸
(2)乙烯的工业室制法——石蜡油分解产物的实验探究
实验操作
实验现象
B中溶液紫色褪去；C中溶液红棕色褪去；D处点燃后，火焰明亮且伴有黑烟
实验结论
石蜡油分解的产物中含有不饱和烃
【微点拨】
①从实验现象得知生成气体的性质与烷烃不同，科学家研究表明，石蜡油分解的产物主要是乙烯和烷烃的混合物。乙烯的性质与烷烃不同，是因为其结构与烷烃不同
②石蜡油：17个C以上的烷烃混合物
③碎瓷片：催化剂
④加热位置：碎瓷片
5．乙炔的实验室制法
反应原料
电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水
实验原理
主反应
CaC2＋2H2OC2H2↑＋Ca(OH)2 (不需要加热)
副反应
CaS＋2H2O===Ca(OH)2＋H2S↑
Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑
制气类型
“固＋液气”型(如图1) [圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽]
实验装置
净化装置
通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质
收集装置
排水法
【注意事项】
①实验室制取乙炔时，不能用排空气法收集乙炔：乙炔的相对分子质量为26，空气的平均相对分子质量为29，二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙炔
②电石与水反应剧烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和氯化钠溶液代替水，并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的速率，让饱和氯化钠溶液慢慢地滴入
③CaC2和水反应剧烈并产生泡沫，为防止产生的泡沫涌入导管，应在导管口塞入少许棉花 (图示装置中未画出)
④生成的乙炔有臭味的原因：由于电石中含有可以与水发生反应的杂质(如CaS、Ca3P2等)，使制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质，将混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去
⑤制取乙炔不能用启普发生器或具有启普发生器原理的实验装置，原因是
a．碳化钙吸水性强，与水反应剧烈，不能随用、随停
b．反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂
c．反应后生成的石灰乳是糊状，堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙，使启普发生器失去作用
⑥盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处，严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取，切忌用手拿
6．氧气的制备
原理
2KClO32KCl＋3O2↑、 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑、2H2O22H2O＋O2↑
反应原料
氯酸钾与二氧化锰、高锰酸钾、双氧水与二氧化锰
实验装置
发生装置
“”型、“S + lg”型
收集装置
排水法或向上排气法
检验方法
带火星木条，复燃
7．二氧化碳的制备
原理
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
反应原料
大理石和稀盐酸
实验装置
、、、
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)，再通入浓H2SO4(除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收多余CO2
检验方法
通入澄清石灰水，变浑浊
8．氢气的制备
原理
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
反应原料
锌粒和稀盐酸或稀硫酸
实验装置
、、
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
通入浓H2SO4 (除水蒸气)
收集装置
排水法或向下排气法
尾气处理
用酒精灯点燃或用气球收集
检验方法
点燃，淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠
9．硫化氢的制备
原理
FeS＋2HCl===FeCl2+H2S↑ FeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑
反应原料
硫化亚铁和稀盐酸或稀硫酸
实验装置
、、
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
先通入饱和NaHS溶液(除HCl)，再通入固体CaCl2或P2O5 (除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收多余H2S，H2S＋2NaOH===Na2S＋H2O或H2S＋NaOH===NaHS＋H2O
检验方法
能使湿润的醋酸铅试纸变黑
10．二氧化氮的制备
原理
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
反应原料
铜与浓硝酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型 [分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) ]
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收 (2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O)
检验方法
红棕色气体，通入AgNO3溶液颜色变浅，但无沉淀生成
11．一氧化氮的制备
原理
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
反应原料
铜与稀硝酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型 [分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) ]
收集装置
排水法
尾气处理
通入足量的氧气，再用强碱溶液吸收
检验方法
无色气体，暴露于空气中立即变红棕色
12．氯化氢的制备
原理
NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑ (高沸点酸制取低沸点酸)
反应原料
氯化钠与浓硫酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型 [分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) ]
尾气处理
通入浓硫酸(除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收
检验方法
通入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶
【题型突破•查漏缺】
1．下列图表中a、b、c表示对应装置的仪器中加入的试剂，可制取、净化、收集的气体是( )
选项
a
b
c
气体
装置
A
浓氨水
生石灰
浓硫酸
NH3
B
浓H2SO4
铜屑
NaOH溶液
SO2
C
稀HNO3
铜屑
H2O
NO
D
稀盐酸
碳酸钙
饱和NaHCO3溶液
CO2
2．实验室中制取、洗气并收集气体的装置如下图所示。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是( )
选项
a中液体
b中固体
c中液体
A
浓盐酸
MnO2
饱和食盐水
B
浓氨水
生石灰
浓H2SO4
C
浓硫酸
Cu片
NaOH溶液
D
稀HNO3
Cu片
H2O
3．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是
4．用如图装置制取并收集气体，对应的装置和试剂均正确的是( )
选项
Ⅲ中收集的气体
Ⅰ中试剂a、b
Ⅱ中试剂c
Ⅳ中试剂d
A
SO2
稀硫酸与铜片
浓硫酸
NaOH溶液
B
Cl2
浓盐酸与二氧化锰
饱和氯化钠溶液
NaOH溶液
C
HBr
浓硫酸与溴化钠
浓硫酸
水
D
CO
甲酸与浓硫酸
浓硫酸
酸性KMnO4溶液
5．实验室对制备气体反应的基本要求是：反应条件易满足、能平稳地产生气流、所得气体中尽可能不含杂质成分(除少量水蒸气及少量原料汽化形成的物质)。下列反应一般能用于实验室制备气体的是( )
A．Na2O2与CO2反应制备O2 B．H2O2溶液与MnO2混合制备O2
C．加热浓硝酸制备NO2 D．加热NH4Cl固体制备NH3
6．下图是一套实验室制取气体的装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是( )
A．制取NO气体 B．制取二氧化碳气体 C．制取氢气 D．制取氨气
7．实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是( )
A．①是氨气发生装置 B．②是氨气吸收装置
C．③是氨气发生装置 D．④是氨气收集、检验装置
8．如图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是( )
①食盐水 ②KNO3溶液 ③乙醇 ④Na2CO3溶液 ⑤CCl4 ⑥浓氨水
A．①③⑤ B．②⑥ C．③⑤ D．①②④
9．利用下图装置可以进行实验并能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
X中试剂
Y中试剂
A
用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2
饱和食盐水
浓硫酸
B
用Cu与稀硝酸制取并收集纯净干燥的NO
水
浓硫酸
C
验证电石与饱和食盐水反应生成的气体的性质并收集
CuSO4溶液
KMnO4溶液
D
CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2
饱和NaHCO3溶液
浓硫酸
10．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
试剂a
试剂b
试剂c
装置
A
验证非金属性：S＞C＞Si
稀硫酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
B
制备纯净的NO
浓硝酸
Cu
水
C
检验溶液X中含有CO
盐酸
溶液X
澄清石灰水
D
除去Na2SO3中的Na2SO4
氯水
混合物
NaOH溶液
【题型特训•练高分】
1．下列制取或收集气体装置中棉花的作用不正确的是( )
选项
A
B
C
D
名称
加热高锰酸钾制取氧气
制取并收集氨气
铜与浓硫酸反应制取SO2
铁粉与高温下的水蒸气反应
装置
棉花作用
防止高锰酸钾颗粒进入导气管，造成堵塞
吸收过量的氨气，防止氨气泄漏到空气中
吸收过量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气
提供水蒸气
2．利用如图所示的装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( )
选项
试剂a
试剂b
试剂c
实验结论
装置
A
浓硝酸
铜片
KI淀粉溶液
NO2具有氧化性
B
亚硫酸
NaHCO3
Na2SiO3溶液
非金属性：S＞C＞Si
C
稀硫酸
Na2CO3
饱和Na2CO3溶液
溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
D
浓盐酸
KMnO4
品红溶液
Cl2具有漂白性
3．设计如下装置制备硝酸(夹持装置略)，每个虚线框表示一个装置单元，其中完全正确的是( )
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
4．实验室制取SO2时，下列装置能达到相应实验目的的是( )
A．图①生成SO2 B．图③干燥SO2
C．图④收集SO2 D．图②吸收SO2尾气
5．利用下列实验装置能完成相应实验的是( )
6．实验室制备下列气体时，所用方法正确的是( )
A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置
B．制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓盐酸净化气体
C．制二氧化硫时，用排水法或向上排空气法收集气体
D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气
7．正确的实验操作是实验成功的重要因素，下列实验操作正确的是( )
图1 图2 图3 图4
A．实验室用图1所示装置制取少量氨气
B．实验室用图2所示装置吸收氯化氢
C．实验室用图3所示装置除氯气中氯化氢
D．选择合适的试剂用图4所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2
8．室温下用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是( )
A．图1：验证浓硫酸具有强氧化性 B．图2：制取干燥的NH3
C．图3：干燥、收集并吸收多余SO2 D．图4：验证乙炔的还原性
9．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中
C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境
D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
10．以CO2和Na2O2为原料，制取纯净干燥的O2，实验装置如下，下列说法不正确的是( )
A．装置②中试剂可以是NaOH B．装置③的作用是干燥O2
C．收集氧气应选择装置a D．装置②、③之间应增加盛有澄清石灰水的洗气瓶
11．下列实验装置、选用的试剂或实验操作中都正确的是( )
A．实验室用装置甲制取氨气 B．用装置乙吸收氨气，并防止倒吸
C．用装置丙稀释浓硫酸 D．用装置丁除去CO2中的HCl
【以气体制备为主线的气体流程型实验】答案
【研析真题•明方向】
1．D。解析：A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；D．氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意；
答案选D。
2．A。解析：A．通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2，由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A项选；B．通入Cl2，发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，最终Fe消失得到澄清溶液，B项不选；C．通入HCl，NO在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O，最终Cu消失得到澄清溶液，C项不选；D．AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+，使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不选；答案选A。
3．C。解析：A．60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，A正确；B．气体通入液体时“长进短处”，装置乙可以制取SO2水溶液，B正确；C．SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，C错误；D．SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D正确；答案选C。
4．A。解析：A．浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘，则淀粉碘化钾溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮，故A符合题意；B．铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，则品红溶液褪色能说明铜与浓硝酸共热反应生成二氧化硫，故B不符合题意；
C．浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气，则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气，故C不符合题意；D．乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不能与溴水反应，则2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体，则溴水褪色能说明2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯，故D不符合题意；故选A。
5．C。解析：氨气的密度小于空气，收集氨气需要用向下排空气法收集，A不合理；由题给装置图可知，该实验装置可用于固固加热型反应，而浓盐酸是液体，所以不能用该装置制备Cl2，B不合理；KClO3受热分解制备氧气属于固固加热型，且氧气密度大于空气，可用向上排空气法收集，C合理；由题给装置图可知，该实验装置可用于固固加热型反应，而浓硫酸是液体，所以不能用该装置制备HCl，D不合理。
6．B。解析：A．KMnO4是固体物质，加热分解产生O2，由于O2难溶于水，因此可以用排水方法或向上排空气的方法收集，故不可以使用a、d装置制取和收集O2，A错误；B．Zn与H2SO4发生置换反应产生H2，块状固体与液体反应制取气体，产生的H2难溶于水，因此可以用排水方法收集，故可以使用装置b、e制取H2，B正确；C．Cu与稀HNO3反应产生NO气体，NO能够与O2发生反应产生NO2气体，因此不能使用排空气的方法收集，C错误；D．CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4、CO2气体，CaSO4微溶于水，使制取CO2气体不能持续发生，因此不能使用该方法制取CO2气体，D错误；故合理选项是B。
7．B。解析：H2S与稀盐酸、NO与稀H2SO4、CO2与饱和NaHCO3溶液均不反应，不能形成喷泉，A、C、D错误。
8．B
【题型突破•查漏缺】
1．D
2．D。解析：浓盐酸与MnO2在加热的条件下才能反应，A错误；NH3不能用浓硫酸干燥，且氨气极易溶于水，B错误；浓硫酸与铜常温下不反应，C错误；稀硝酸与铜反应制NO，NO难溶于水，且水能将NO2重新转化为NO，D正确。
3．C。解析：铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，保证收集到的气体纯净，只有C项符合。
4．B。解析：Cu与稀硫酸不反应，不能制备二氧化硫，故A错误；在加热条件下，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气的密度比空气的大，氯气能与NaOH反应，图中装置可制备、收集氯气，且NaOH溶液可吸收尾气，故B正确；浓硫酸与NaBr发生氧化还原反应生成Br2，不能用于制备和干燥HBr，故C错误；甲酸在浓硫酸的作用下反应生成CO、H2O，CO不与酸性高锰酸钾溶液反应，且CO不能选用向上排空气法收集，故D错误。
5．B。解析：A项，制备的O2中易混入CO2杂质；C项，4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，即NO2中易混入O2；D项，应使用Ca(OH)2和NH4Cl共热制备NH3。
6．B。解析：利用这套装置制取并收集气体需符合三个条件：固体与液体反应，反应不用加热；气体不与浓硫酸反应，可使用浓硫酸进行干燥；密度大于空气，可用向上排空气法收集，没有尾气吸收装置，说明气体无毒。制取NO气体，不能用排空气法收集，A错误；制取二氧化碳气体，不需加热，CO2 跟浓硫酸不反应且密度比空气大，可用向上排空气法收集，无毒，无需尾气吸收装置，可用这套装置制取，B正确；氢气比空气密度小，应采用向下排空气法收集，C错误；氨气不能用浓硫酸干燥，D错误。
7．C
8．A
9．D。解析：MnO2和浓盐酸常温下不反应，缺少加热装置，A错误；一氧化氮能与氧气反应，不能用排空气法收集，B错误；乙炔的分子量为26，密度与空气接近，应用排水法收集，C错误；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，D正确。
10．A。解析：稀硫酸能和碳酸钠反应制得二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成不溶性的硅酸，该实验证明酸性：H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3，则非金属性：S＞C＞Si，A项正确；Cu与浓硝酸反应生成NO2，B项错误；二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，无法检验溶液X中含有CO，C项错误；氯水把Na2SO3氧化成Na2SO4，且反应后引进入杂质氯离子，无法达到实验目的，D项错误。
【题型特训•练高分】
1．B。解析：加热高锰酸钾制取氧气时，在导管口塞上棉花可以防止高锰酸钾颗粒进入导气管，造成堵塞，故A正确；该实验中棉花的作用是防止空气在试管口形成对流，以提高所收集的氨气的纯度，若要吸收氨气则需要用湿棉花，故B错误；浸有碱液的棉花可以吸收过量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气，故C正确；红热的铁粉与水蒸气在高温下可以反应，所以湿棉花可以提供水蒸气，故D正确。
2．C。解析：A.Cu与浓硝酸发生氧化还原反应，产生NO2气体，NO2气体通过导气管进入c中，与溶液中的水反应产生HNO3，HNO3具有强氧化性，会将KI氧化产生I2，I2与淀粉溶液变为蓝色，因此不能证明NO2具有氧化性，A错误；B.将亚硫酸滴入Na2HCO3溶液中，发生复分解反应产生CO2，将产生的气体通入Na2SiO3溶液中，会发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由于亚硫酸具有挥发性，挥发的H2SO3也会与Na2SiO3反应产生硅酸沉淀，因此只能证明酸性：H2SO3＞H2CO3，由于H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，因此不能证明元素的非金属性S＞C＞Si，B错误；C.将稀硫酸加入到Na2CO3溶液中发生反应：H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，将产生的CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中，发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，可以证明物质的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，C正确；D.浓盐酸与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应产生Cl2，将反应产生的Cl2通入到品红溶液中，看到品红溶液褪色，这是由于Cl2与水反应产生HClO具有强氧化性，会将品红溶液氧化变为无色，因此不能证明是Cl2具有漂白性，D错误；故合理选项是C。
3．A。解析：③中碱石灰不能吸收NH3，可以吸收NO2，应用浓H2SO4吸收NH3；④中为防倒吸，进气管应短口进气，故③④不正确。
4．C。解析：实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取少量二氧化硫，浓硫酸是液体，并且该反应不需要加热，故A错误；碱石灰与二氧化硫反应，不能用碱石灰干燥二氧化硫，故B错误；二氧化硫的密度大于空气的密度，可以用向上排空气法收集气体，长导气管进气体，故C正确；二氧化硫与氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫尾气，不用水吸收，故D错误。
5．C。解析：装置可制取HCl，但尾气吸收装置不能将导管插入液面以下，会发生倒吸，A错误；氯化铵受热易分解生成氨气与HCl，在温度较低时又重新生成氯化铵，不能只用氯化铵制备氨气，实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气，B错误；氯气难溶于饱和食盐水，但HCl极易溶于水，可用饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体，C正确；装置④可用于分离沸点相差较大的互溶液体混合物，但图中温度计的位置应在蒸馏烧瓶支管口处，D错误。
6．A
7．B
8．B。解析：铜与浓硫酸反应需要加热，A错误；浓氨水遇生石灰放出氨气，氨气可以用碱石灰干燥，B正确；收集不到干燥的二氧化硫气体，因为二氧化硫不能用碱石灰干燥，C错误；电石中混有硫化物，例如硫化氢，而硫化氢也能使高锰酸钾褪色，D错误。
9．A。解析：根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气，故A选项错误，B、C、D选项正确。
10．C。解析：二氧化碳通过U形管与过氧化钠反应生成氧气，氧气和没有反应的二氧化碳通入碱液洗气瓶除二氧化碳，可增加盛有澄清石灰水的洗气瓶验证二氧化碳是否除尽，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气，最后收集。装置②中试剂NaOH溶液，用来除掉二氧化碳气体，A项正确；装置③中盛有浓硫酸，作用是干燥O2，B项正确；由于氧气密度大于空气，收集O2选择装置b，C项不正确；装置②、③之间应增加盛有澄清石灰水的洗气瓶，验证二氧化碳是否除尽，D项正确。
11．B。解析：A项实验室用装置甲制取氨气，试剂应是氢氧化钙和氯化铵；C项不能用量筒稀释溶液；D项应选用饱和NaHCO3溶液。
以气体制备为主线的气体流程型实验
【知识网络•悉考点】
【研析真题•明方向】
1．(2022·广东卷)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成 Cl2后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
2．(2022·山东卷)某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求是( )
选项
气体
液体
固体粉末
A
CO2
饱和Na2CO3溶液
CaCO3
B
Cl2
FeCl2溶液
Fe
C
HCl
Cu(NO3)2溶液
Cu
D
NH3
H2O
AgCl
3．(2022·江苏卷)实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取SO2气体 B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2 D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
4．(2022·北京卷)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是( )
a中反应
b中检测试剂及现象
A
浓HNO3分解生成NO2
淀粉－KI溶液变蓝
B
Cu与浓H2SO4 生成SO2
品红溶液褪色
C
浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3
酚酞溶液变红
D
CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯
溴水褪色
5．(2021·全国乙卷)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )
化学试剂
制备的气体
A
Ca(OH)2＋NH4Cl
NH3
B
MnO2＋HCl(浓)
Cl2
C
MnO2＋KClO3
O2
D
NaCl＋H2SO4(浓)
HCl
6．(2021·北京卷)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( )
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
O2
KMnO4
a
d
B
H2
Zn+稀H2SO4
b
e
C
NO
Cu+稀HNO3
b
c
D
CO2
CaCO3+稀H2SO4
b
c
7．(2020·全国卷Ⅲ)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是( )
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀H2SO4
D
CO2
饱和NaHCO3溶液
8．(2017·江苏卷)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A．制取SO2 B．验证漂白性 C．收集SO2 D．尾气处理
【重温知识•固基础】
一、气体物质制备流程
实验装置选择的思路
1．气体制备的发生装置
(1)常见气体制备装置
①装置的选择：根据制备原理、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置
②加热操作要求
a．使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸
b．制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继
续通原料气至试管冷却
反应装置类型
装置图
适用气体
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
④用高锰酸钾制取氧气时，需在管口
处塞一小团棉花
固、液加热型
或液、液加热型
Cl2、HCl、SO2等
①加热烧瓶时要垫石棉网
②反应物均为液体时，烧瓶内要加沸
石或碎瓷片
固、液不加热型
O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等
①使用长颈漏斗时，漏斗下端管口要
插入液面以下
②启普发生器只适用于块状固体与液
体的反应，反应不需要加热且气体
不溶于水
③使用分液漏斗既可增强装置的气密
性，又可控制加入液体的速度
(2)气体制备装置的创新
①“固(液)＋液气体”装置的创新
图A的改进优点是能控制反应液的温度
图B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等；两容器内气体压强相等，便于液体顺利流下
②固体加热制气体装置的创新
试管形状的创新
改进的目的
该装置用于加热易液化的固体物质，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流
实例
用草酸晶体受热分解制取CO气体可用此装置
③“块状固体＋液体气体”装置的创新
大试管中的小试管中盛有液体反应物，起液封的作用，防止气体从长颈漏斗中逸出，这样设计可节约试剂
装置可通过伸入或拉出燃烧匙，做到控制反应的发生和停止
装置通过倾斜Y形管使液体与固体接触发生反应，便于控制反应的进行
2．气体的净化装置
(1)判断气体中的杂质方法：凡是反应物中有易挥发性液体，如盐酸、浓硝酸、溴水等，制得的气体中一定含有相应的杂质HCl、HNO3、溴蒸气及水蒸气等。还有一些发生副反应的，如用酒精和浓硫酸反应制乙烯时，由于副反应的发生而使乙烯中含有杂质SO2、CO2和水蒸气
(2)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
(3)吸收剂的选择的依据：选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下
①易溶于水的气体杂质可用水来吸收 ②酸性杂质可用碱性物质吸收
③碱性杂质可用酸性物质吸收 ④水为杂质时，可用干燥剂来吸收
⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂
(4)根据试剂选择合适的装置：洗气瓶、U形管、球形干燥管、硬质玻璃管
装置
示意图
适用范围
试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体
杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体
(5)常见气体的净化实例
气体
所含杂质
净化剂
气体
所含杂质
净化剂
Cl2
HCl
饱和食盐水
乙炔
H2S
硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液
CO2
HCl
饱和碳酸氢钠溶液
CO2
SO2
饱和碳酸氢钠溶液
SO2
HCl
饱和亚硫酸氢钠溶液
CO
CO2
碱石灰或氢氧化钠溶液
乙烯
SO2、CO2
氢氧化钠溶液或碱石灰
CO2
CO
灼热的氧化铜
乙烷
乙烯
溴水
CO2
O2
灼热的铜网
3．气体的干燥：气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；气体干燥的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等
类型
液体干燥剂
固体干燥剂
装置
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)
可干燥
的气体
N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、SO2、HCl、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2等
可干燥除NH3以外的所有气体
可干燥NH3及中性气体
不可干燥
的气体
NH3、H2S、HBr、HI等
NH3
Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2等
4．气体的收集装置
(1)常见气体的收集方法
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、CH4等
Cl2、CO2、NO2、SO2等
H2、NH3等
(2)集气装置的创新——排液集气装置
排液集
气装置
装置(Ⅰ)
从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体
①饱和食盐水——收集Cl2 ②饱和NaHCO3溶液——收集CO2
③饱和NaHS溶液——收集H2S ④四氯化碳——收集HCl或NH3
装置(Ⅱ)
储气式集气：气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到气体
5．尾气的处理
(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、爆炸等灾害
(2)处理方法
①转化处理：对有毒、有害的气体必须用适当的方法处理成无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见气体的处理方法如下
Cl2
SO2
NO2
H2S
HCl
NH3
CO、H2
NO
NaOH溶液
硫酸铜溶液或NaOH溶液
水
水或硫酸溶液
点燃
与氧气混合后通入NaOH溶液
②直接排入空气中：主要是针对无毒、无害气体的处理。如：N2、O2、CO2等
(3)吸收原则：能充分吸收气体；不能倒吸
(4)尾气处理装置
①在水中溶解度较小的气体(如：Cl2等)，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去，如图甲
②对于溶解度很大、吸收速率很快的气体(如：HCl、NH3等)，吸收时应防止倒吸，如图乙
③某些可燃性气体可用点燃的方法除去，如CO、H2可点燃除去，如图丙
④尾气也可以采用收集的方法处理，如CH4、C2H4、H2、CO等，如图丁
6．防倒吸装置
①液体容纳
图甲、乙原理相同，当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减小，吸收液上升到漏斗或干燥管中，导致烧杯中液面下降；使漏斗口、干燥管脱离液面，吸收液受自身重力作用又流回烧杯内，从而防止吸收液倒吸
②分液式
如图所示，NH3、HCl等易溶于水却不溶于CCl4的气体，在CCl4中形成气泡，增大与水的接触面积，进行间接吸收，可以达到防倒吸的目的
③安全瓶
、
如图所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液进入安全瓶，从而防止吸收液进入受热仪器或反应容器，起到防倒吸作用
7．其它操作
(1)防潮处理装置：制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如：FeCl3、Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入
(2)量气装置：装置D在读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，反应前后甲管中的液面差值即为气体体积
(3)冷凝回流装置 (冷凝回流的目的：提高原料的利用率)
①当反应物易挥发时，为防止反应物过多挥发损耗，可进行冷凝回流
②甲相当于空气冷凝，乙、丙是用水冷凝，注意水从下口流入，上口流出
二、常见气体制备的反应原理
1．氯气的实验室制法
原理
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O (快速制取Cl2，不需要加热)
反应原料
MnO2与浓盐酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气
收集装置
向上排空气法或排饱和食盐水法
尾气处理
用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收
验满方法
①将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满
③观察法：氯气是黄绿色气体
【微点拨】
①反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应
②加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发
③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气
④尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全
⑤氯气的工业室制法
a．工业制法(电解饱和食盐水)：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
b．电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2．二氧化硫的制备
原理
Na2SO3＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O
反应原料
Na2SO3固体、70%的浓H2SO4
实验装置
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
通入浓H2SO4 (除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收多余SO2，防止污染空气 (2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O)
检验方法
先通入品红试液，褪色，加热后又恢复原红色
3．氨气的实验室制法
(1)实验过程及实验装置
原理
2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
反应原料
实验室一般用氯化铵或硫酸铵与Ca(OH)2固体
实验装置
发生装置
“固＋固气”型，与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同
净化装置
通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥
收集装置
NH3极易溶于水 密度比空气小，只能用向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气
尾气处理
多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置如图所示：
验满方法
①方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满
②方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满
(2)实验室制取氨气时注意事项
①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3极易分解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质
②消石灰不能用KOH或NaOH代替，原因是：NaOH、KOH易吸水、易结块，不利于生成的NH3逸出，而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管
③氨气干燥时：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥
④收集NH3时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，使收集的气体纯净，同时也可避免污染空气
(3)快速制备氨的方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2OH2O＋NH3↑
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出
浓氨水＋固体CaO
NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的放出；
②增加溶液中的OH－浓度，减小NH3的溶解度
(4)氨的工业制法：N2＋3H22NH3
4．乙烯的实制法
(1)乙烯的实验室制法
反应原料
乙醇和浓硫酸
实验原理
主反应
CH3CH2OH CH2＝CH2↑＋H2O (消去反应)
副反应
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O (取代反应)
C2H5OH＋6H2SO4(浓)6SO2↑＋2CO2↑＋9H2O
制气类型
“液＋液气”型 (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽)
实验装置
净化装置
浓NaOH溶液(或碱石灰)
收集装置
排水法
【微点拨】
①加入药品的顺序：在烧杯中先加入5 mL 95%的乙醇，然后滴加15 mL浓硫酸，边滴加边搅拌，冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)；因此加入药品的顺序：碎瓷片―→无水乙醇―→浓硫酸
②反应条件：170°C、浓H2SO4 (加热混合液时，温度要迅速升高并稳定在170 ℃)
③浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂
④因为参加反应的反应物都是液体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，避免液体受热时发生暴沸
⑤温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液的液面以下，但不能接触瓶底，以便控制反应温度为170℃，因为需要测量的是反应物的温度
⑥实验室制取乙烯时，不能用排空气法收集乙烯：因为乙烯的相对分子质量为28，空气的平均相对分子质量为29，二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙烯
⑦在制取乙烯的反应中，浓硫酸不但是催化剂、脱水剂，也是氧化剂，在反应过程中易将乙醇氧化，最后生成CO2、C (因此试管中液体变黑)，而浓硫酸本身被还原成SO2，故制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质，必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰)后，才能收集到比较纯净的乙烯
⑧若实验时，已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间，忘记加碎瓷片，应先停止加热，冷却到室温后，在补加碎瓷片
⑨反应物的用量：乙醇和浓硫酸体积比为1:3，且需要的量不要太多，否则反应物升温太慢，副反应较多，从而影响了乙烯的产率，使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的产量
⑩实验结束时，要先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，反之，会导致水被倒吸
(2)乙烯的工业室制法——石蜡油分解产物的实验探究
实验操作
实验现象
B中溶液紫色褪去；C中溶液红棕色褪去；D处点燃后，火焰明亮且伴有黑烟
实验结论
石蜡油分解的产物中含有不饱和烃
【微点拨】
①从实验现象得知生成气体的性质与烷烃不同，科学家研究表明，石蜡油分解的产物主要是乙烯和烷烃的混合物。乙烯的性质与烷烃不同，是因为其结构与烷烃不同
②石蜡油：17个C以上的烷烃混合物
③碎瓷片：催化剂
④加热位置：碎瓷片
5．乙炔的实验室制法
反应原料
电石(主要成分CaC2、含有杂质CaS、Ca3P2等)、饱和食盐水
实验原理
主反应
CaC2＋2H2OC2H2↑＋Ca(OH)2 (不需要加热)
副反应
CaS＋2H2O===Ca(OH)2＋H2S↑
Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑
制气类型
“固＋液气”型(如图1) [圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、试管、水槽]
实验装置
净化装置
通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶除去H2S、PH3等杂质
收集装置
排水法
【注意事项】
①实验室制取乙炔时，不能用排空气法收集乙炔：乙炔的相对分子质量为26，空气的平均相对分子质量为29，二者密度相差不大，难以收集到纯净的乙炔
②电石与水反应剧烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和氯化钠溶液代替水，并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的速率，让饱和氯化钠溶液慢慢地滴入
③CaC2和水反应剧烈并产生泡沫，为防止产生的泡沫涌入导管，应在导管口塞入少许棉花 (图示装置中未画出)
④生成的乙炔有臭味的原因：由于电石中含有可以与水发生反应的杂质(如CaS、Ca3P2等)，使制得的乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质，将混合气体通过盛有NaOH溶液或CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去
⑤制取乙炔不能用启普发生器或具有启普发生器原理的实验装置，原因是
a．碳化钙吸水性强，与水反应剧烈，不能随用、随停
b．反应过程中放出大量的热，易使启普发生器炸裂
c．反应后生成的石灰乳是糊状，堵住球形漏斗和底部容器之间的空隙，使启普发生器失去作用
⑥盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处，严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取，切忌用手拿
6．氧气的制备
原理
2KClO32KCl＋3O2↑、 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑、2H2O22H2O＋O2↑
反应原料
氯酸钾与二氧化锰、高锰酸钾、双氧水与二氧化锰
实验装置
发生装置
“”型、“S + lg”型
收集装置
排水法或向上排气法
检验方法
带火星木条，复燃
7．二氧化碳的制备
原理
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
反应原料
大理石和稀盐酸
实验装置
、、、
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)，再通入浓H2SO4(除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收多余CO2
检验方法
通入澄清石灰水，变浑浊
8．氢气的制备
原理
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
反应原料
锌粒和稀盐酸或稀硫酸
实验装置
、、
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
通入浓H2SO4 (除水蒸气)
收集装置
排水法或向下排气法
尾气处理
用酒精灯点燃或用气球收集
检验方法
点燃，淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠
9．硫化氢的制备
原理
FeS＋2HCl===FeCl2+H2S↑ FeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑
反应原料
硫化亚铁和稀盐酸或稀硫酸
实验装置
、、
发生装置
“固＋液气”型
净化装置
先通入饱和NaHS溶液(除HCl)，再通入固体CaCl2或P2O5 (除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收多余H2S，H2S＋2NaOH===Na2S＋H2O或H2S＋NaOH===NaHS＋H2O
检验方法
能使湿润的醋酸铅试纸变黑
10．二氧化氮的制备
原理
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
反应原料
铜与浓硝酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型 [分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) ]
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收 (2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O)
检验方法
红棕色气体，通入AgNO3溶液颜色变浅，但无沉淀生成
11．一氧化氮的制备
原理
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
反应原料
铜与稀硝酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型 [分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) ]
收集装置
排水法
尾气处理
通入足量的氧气，再用强碱溶液吸收
检验方法
无色气体，暴露于空气中立即变红棕色
12．氯化氢的制备
原理
NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑ (高沸点酸制取低沸点酸)
反应原料
氯化钠与浓硫酸
实验装置
发生装置
“固＋液气”型 [分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) ]
尾气处理
通入浓硫酸(除水蒸气)
收集装置
向上排气法
尾气处理
用强碱溶液吸收
检验方法
通入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶
【题型突破•查漏缺】
1．下列图表中a、b、c表示对应装置的仪器中加入的试剂，可制取、净化、收集的气体是( )
选项
a
b
c
气体
装置
A
浓氨水
生石灰
浓硫酸
NH3
B
浓H2SO4
铜屑
NaOH溶液
SO2
C
稀HNO3
铜屑
H2O
NO
D
稀盐酸
碳酸钙
饱和NaHCO3溶液
CO2
2．实验室中制取、洗气并收集气体的装置如下图所示。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是( )
选项
a中液体
b中固体
c中液体
A
浓盐酸
MnO2
饱和食盐水
B
浓氨水
生石灰
浓H2SO4
C
浓硫酸
Cu片
NaOH溶液
D
稀HNO3
Cu片
H2O
3．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是
4．用如图装置制取并收集气体，对应的装置和试剂均正确的是( )
选项
Ⅲ中收集的气体
Ⅰ中试剂a、b
Ⅱ中试剂c
Ⅳ中试剂d
A
SO2
稀硫酸与铜片
浓硫酸
NaOH溶液
B
Cl2
浓盐酸与二氧化锰
饱和氯化钠溶液
NaOH溶液
C
HBr
浓硫酸与溴化钠
浓硫酸
水
D
CO
甲酸与浓硫酸
浓硫酸
酸性KMnO4溶液
5．实验室对制备气体反应的基本要求是：反应条件易满足、能平稳地产生气流、所得气体中尽可能不含杂质成分(除少量水蒸气及少量原料汽化形成的物质)。下列反应一般能用于实验室制备气体的是( )
A．Na2O2与CO2反应制备O2 B．H2O2溶液与MnO2混合制备O2
C．加热浓硝酸制备NO2 D．加热NH4Cl固体制备NH3
6．下图是一套实验室制取气体的装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是( )
A．制取NO气体 B．制取二氧化碳气体 C．制取氢气 D．制取氨气
7．实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是( )
A．①是氨气发生装置 B．②是氨气吸收装置
C．③是氨气发生装置 D．④是氨气收集、检验装置
8．如图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是( )
①食盐水 ②KNO3溶液 ③乙醇 ④Na2CO3溶液 ⑤CCl4 ⑥浓氨水
A．①③⑤ B．②⑥ C．③⑤ D．①②④
9．利用下图装置可以进行实验并能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
X中试剂
Y中试剂
A
用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2
饱和食盐水
浓硫酸
B
用Cu与稀硝酸制取并收集纯净干燥的NO
水
浓硫酸
C
验证电石与饱和食盐水反应生成的气体的性质并收集
CuSO4溶液
KMnO4溶液
D
CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2
饱和NaHCO3溶液
浓硫酸
10．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
试剂a
试剂b
试剂c
装置
A
验证非金属性：S＞C＞Si
稀硫酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
B
制备纯净的NO
浓硝酸
Cu
水
C
检验溶液X中含有CO
盐酸
溶液X
澄清石灰水
D
除去Na2SO3中的Na2SO4
氯水
混合物
NaOH溶液
【题型特训•练高分】
1．下列制取或收集气体装置中棉花的作用不正确的是( )
选项
A
B
C
D
名称
加热高锰酸钾制取氧气
制取并收集氨气
铜与浓硫酸反应制取SO2
铁粉与高温下的水蒸气反应
装置
棉花作用
防止高锰酸钾颗粒进入导气管，造成堵塞
吸收过量的氨气，防止氨气泄漏到空气中
吸收过量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气
提供水蒸气
2．利用如图所示的装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( )
选项
试剂a
试剂b
试剂c
实验结论
装置
A
浓硝酸
铜片
KI淀粉溶液
NO2具有氧化性
B
亚硫酸
NaHCO3
Na2SiO3溶液
非金属性：S＞C＞Si
C
稀硫酸
Na2CO3
饱和Na2CO3溶液
溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
D
浓盐酸
KMnO4
品红溶液
Cl2具有漂白性
3．设计如下装置制备硝酸(夹持装置略)，每个虚线框表示一个装置单元，其中完全正确的是( )
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
4．实验室制取SO2时，下列装置能达到相应实验目的的是( )
A．图①生成SO2 B．图③干燥SO2
C．图④收集SO2 D．图②吸收SO2尾气
5．利用下列实验装置能完成相应实验的是( )
6．实验室制备下列气体时，所用方法正确的是( )
A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置
B．制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓盐酸净化气体
C．制二氧化硫时，用排水法或向上排空气法收集气体
D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气
7．正确的实验操作是实验成功的重要因素，下列实验操作正确的是( )
图1 图2 图3 图4
A．实验室用图1所示装置制取少量氨气
B．实验室用图2所示装置吸收氯化氢
C．实验室用图3所示装置除氯气中氯化氢
D．选择合适的试剂用图4所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2
8．室温下用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是( )
A．图1：验证浓硫酸具有强氧化性 B．图2：制取干燥的NH3
C．图3：干燥、收集并吸收多余SO2 D．图4：验证乙炔的还原性
9．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中
C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境
D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
10．以CO2和Na2O2为原料，制取纯净干燥的O2，实验装置如下，下列说法不正确的是( )
A．装置②中试剂可以是NaOH B．装置③的作用是干燥O2
C．收集氧气应选择装置a D．装置②、③之间应增加盛有澄清石灰水的洗气瓶
11．下列实验装置、选用的试剂或实验操作中都正确的是( )
A．实验室用装置甲制取氨气 B．用装置乙吸收氨气，并防止倒吸
C．用装置丙稀释浓硫酸 D．用装置丁除去CO2中的HCl
【以气体制备为主线的气体流程型实验】答案
【研析真题•明方向】
1．D。解析：A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；D．氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意；
答案选D。
2．A。解析：A．通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2，由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A项选；B．通入Cl2，发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，最终Fe消失得到澄清溶液，B项不选；C．通入HCl，NO在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O，最终Cu消失得到澄清溶液，C项不选；D．AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+，使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不选；答案选A。
3．C。解析：A．60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4+2NaHSO3=Na2SO4+2SO2↑+2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，A正确；B．气体通入液体时“长进短处”，装置乙可以制取SO2水溶液，B正确；C．SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，C错误；D．SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D正确；答案选C。
4．A。解析：A．浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘，则淀粉碘化钾溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮，故A符合题意；B．铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，则品红溶液褪色能说明铜与浓硝酸共热反应生成二氧化硫，故B不符合题意；
C．浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气，则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气，故C不符合题意；D．乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不能与溴水反应，则2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体，则溴水褪色能说明2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯，故D不符合题意；故选A。
5．C。解析：氨气的密度小于空气，收集氨气需要用向下排空气法收集，A不合理；由题给装置图可知，该实验装置可用于固固加热型反应，而浓盐酸是液体，所以不能用该装置制备Cl2，B不合理；KClO3受热分解制备氧气属于固固加热型，且氧气密度大于空气，可用向上排空气法收集，C合理；由题给装置图可知，该实验装置可用于固固加热型反应，而浓硫酸是液体，所以不能用该装置制备HCl，D不合理。
6．B。解析：A．KMnO4是固体物质，加热分解产生O2，由于O2难溶于水，因此可以用排水方法或向上排空气的方法收集，故不可以使用a、d装置制取和收集O2，A错误；B．Zn与H2SO4发生置换反应产生H2，块状固体与液体反应制取气体，产生的H2难溶于水，因此可以用排水方法收集，故可以使用装置b、e制取H2，B正确；C．Cu与稀HNO3反应产生NO气体，NO能够与O2发生反应产生NO2气体，因此不能使用排空气的方法收集，C错误；D．CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4、CO2气体，CaSO4微溶于水，使制取CO2气体不能持续发生，因此不能使用该方法制取CO2气体，D错误；故合理选项是B。
7．B。解析：H2S与稀盐酸、NO与稀H2SO4、CO2与饱和NaHCO3溶液均不反应，不能形成喷泉，A、C、D错误。
8．B
【题型突破•查漏缺】
1．D
2．D。解析：浓盐酸与MnO2在加热的条件下才能反应，A错误；NH3不能用浓硫酸干燥，且氨气极易溶于水，B错误；浓硫酸与铜常温下不反应，C错误；稀硝酸与铜反应制NO，NO难溶于水，且水能将NO2重新转化为NO，D正确。
3．C。解析：铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大，因此应利用向上排空气法收集NO2气体，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，保证收集到的气体纯净，只有C项符合。
4．B。解析：Cu与稀硫酸不反应，不能制备二氧化硫，故A错误；在加热条件下，浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，氯气的密度比空气的大，氯气能与NaOH反应，图中装置可制备、收集氯气，且NaOH溶液可吸收尾气，故B正确；浓硫酸与NaBr发生氧化还原反应生成Br2，不能用于制备和干燥HBr，故C错误；甲酸在浓硫酸的作用下反应生成CO、H2O，CO不与酸性高锰酸钾溶液反应，且CO不能选用向上排空气法收集，故D错误。
5．B。解析：A项，制备的O2中易混入CO2杂质；C项，4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，即NO2中易混入O2；D项，应使用Ca(OH)2和NH4Cl共热制备NH3。
6．B。解析：利用这套装置制取并收集气体需符合三个条件：固体与液体反应，反应不用加热；气体不与浓硫酸反应，可使用浓硫酸进行干燥；密度大于空气，可用向上排空气法收集，没有尾气吸收装置，说明气体无毒。制取NO气体，不能用排空气法收集，A错误；制取二氧化碳气体，不需加热，CO2 跟浓硫酸不反应且密度比空气大，可用向上排空气法收集，无毒，无需尾气吸收装置，可用这套装置制取，B正确；氢气比空气密度小，应采用向下排空气法收集，C错误；氨气不能用浓硫酸干燥，D错误。
7．C
8．A
9．D。解析：MnO2和浓盐酸常温下不反应，缺少加热装置，A错误；一氧化氮能与氧气反应，不能用排空气法收集，B错误；乙炔的分子量为26，密度与空气接近，应用排水法收集，C错误；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，D正确。
10．A。解析：稀硫酸能和碳酸钠反应制得二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成不溶性的硅酸，该实验证明酸性：H2SO4＞H2CO3＞H2SiO3，则非金属性：S＞C＞Si，A项正确；Cu与浓硝酸反应生成NO2，B项错误；二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，无法检验溶液X中含有CO，C项错误；氯水把Na2SO3氧化成Na2SO4，且反应后引进入杂质氯离子，无法达到实验目的，D项错误。
【题型特训•练高分】
1．B。解析：加热高锰酸钾制取氧气时，在导管口塞上棉花可以防止高锰酸钾颗粒进入导气管，造成堵塞，故A正确；该实验中棉花的作用是防止空气在试管口形成对流，以提高所收集的氨气的纯度，若要吸收氨气则需要用湿棉花，故B错误；浸有碱液的棉花可以吸收过量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气，故C正确；红热的铁粉与水蒸气在高温下可以反应，所以湿棉花可以提供水蒸气，故D正确。
2．C。解析：A.Cu与浓硝酸发生氧化还原反应，产生NO2气体，NO2气体通过导气管进入c中，与溶液中的水反应产生HNO3，HNO3具有强氧化性，会将KI氧化产生I2，I2与淀粉溶液变为蓝色，因此不能证明NO2具有氧化性，A错误；B.将亚硫酸滴入Na2HCO3溶液中，发生复分解反应产生CO2，将产生的气体通入Na2SiO3溶液中，会发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由于亚硫酸具有挥发性，挥发的H2SO3也会与Na2SiO3反应产生硅酸沉淀，因此只能证明酸性：H2SO3＞H2CO3，由于H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，因此不能证明元素的非金属性S＞C＞Si，B错误；C.将稀硫酸加入到Na2CO3溶液中发生反应：H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，将产生的CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中，发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，可以证明物质的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，C正确；D.浓盐酸与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应产生Cl2，将反应产生的Cl2通入到品红溶液中，看到品红溶液褪色，这是由于Cl2与水反应产生HClO具有强氧化性，会将品红溶液氧化变为无色，因此不能证明是Cl2具有漂白性，D错误；故合理选项是C。
3．A。解析：③中碱石灰不能吸收NH3，可以吸收NO2，应用浓H2SO4吸收NH3；④中为防倒吸，进气管应短口进气，故③④不正确。
4．C。解析：实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取少量二氧化硫，浓硫酸是液体，并且该反应不需要加热，故A错误；碱石灰与二氧化硫反应，不能用碱石灰干燥二氧化硫，故B错误；二氧化硫的密度大于空气的密度，可以用向上排空气法收集气体，长导气管进气体，故C正确；二氧化硫与氢氧化钠溶液反应，用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫尾气，不用水吸收，故D错误。
5．C。解析：装置可制取HCl，但尾气吸收装置不能将导管插入液面以下，会发生倒吸，A错误；氯化铵受热易分解生成氨气与HCl，在温度较低时又重新生成氯化铵，不能只用氯化铵制备氨气，实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气，B错误；氯气难溶于饱和食盐水，但HCl极易溶于水，可用饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体，C正确；装置④可用于分离沸点相差较大的互溶液体混合物，但图中温度计的位置应在蒸馏烧瓶支管口处，D错误。
6．A
7．B
8．B。解析：铜与浓硫酸反应需要加热，A错误；浓氨水遇生石灰放出氨气，氨气可以用碱石灰干燥，B正确；收集不到干燥的二氧化硫气体，因为二氧化硫不能用碱石灰干燥，C错误；电石中混有硫化物，例如硫化氢，而硫化氢也能使高锰酸钾褪色，D错误。
9．A。解析：根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气，故A选项错误，B、C、D选项正确。
10．C。解析：二氧化碳通过U形管与过氧化钠反应生成氧气，氧气和没有反应的二氧化碳通入碱液洗气瓶除二氧化碳，可增加盛有澄清石灰水的洗气瓶验证二氧化碳是否除尽，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氧气，最后收集。装置②中试剂NaOH溶液，用来除掉二氧化碳气体，A项正确；装置③中盛有浓硫酸，作用是干燥O2，B项正确；由于氧气密度大于空气，收集O2选择装置b，C项不正确；装置②、③之间应增加盛有澄清石灰水的洗气瓶，验证二氧化碳是否除尽，D项正确。
11．B。解析：A项实验室用装置甲制取氨气，试剂应是氢氧化钙和氯化铵；C项不能用量筒稀释溶液；D项应选用饱和NaHCO3溶液。
相关试卷
2023届高三化学二轮复习 01 考向1 以气体制备为主线的气体流程型实验： 这是一份2023届高三化学二轮复习 01 考向1 以气体制备为主线的气体流程型实验，共28页。
02 考向2 以气体制备为主线的物质制备型实验（附答案解析）-备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用）： 这是一份02 考向2 以气体制备为主线的物质制备型实验（附答案解析）-备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用），共13页。
02 考向2 以气体制备为主线的物质制备型实验（附答案解析）-备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用）： 这是一份02 考向2 以气体制备为主线的物质制备型实验（附答案解析）-备战2023年高考化学大二轮专题突破系列（全国通用），共14页。
