第25讲 常见气体的实验室制备、净化和收集
[复习目标] 1.了解常见气体的制备原理、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。
1.常见气体制备发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将发生装置分为三类：
(1)固体+固体气体
(2)固体+液体(或液体+液体)气体
(3)固体+液体(不加热)气体
制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
[应用举例]
根据试剂和反应条件选择合适的装置制取中学化学中常见的气体。
制取气体 选用试剂 选用上述装 置(填字母)
NH3 ①氯化铵与消石灰
②浓氨水与碱石灰
CO2 ①碳酸钠与稀硫酸
②石灰石与稀盐酸
Cl2 ①二氧化锰与浓盐酸
②KMnO4与浓盐酸
O2 ①KMnO4
②过氧化氢和二氧化锰
乙烯 乙醇和浓硫酸
乙炔 电石和饱和食盐水
2.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)气体净化装置
[应用举例]
选择合适的试剂和装置除去下列气体中的杂质。
气体(括号 内为杂质) 除杂试剂 选择上述 装置(填编号)
H2(HCl) 水
N2(NH3)
NO(NO2)
CO(CO2)
CO2(CO)
O2(H2S)
3.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等
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等
4.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、爆炸等灾害。
(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，尾气的处理可采用a、c装置。
③制取H2时，尾气的处理可采用a、c装置。
1.判断下列装置或操作能否达到实验目的，能达到目的打“√”，不能的打“×”。
2.判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
1.(2024·河北，10)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)( )
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2+浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
2.(2023·天津，9)实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是( )
A.Fe与稀硝酸反应制NO
B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2
C.NaOH与浓氨水制备NH3
D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2
3.(2023·北京，8)完成下述实验，装置或试剂不正确的是( )
A.实验室制Cl2
B.实验室收集C2H4
C.验证NH3易溶于水且溶液呈碱性
D.除去CO2中混有的少量HCl
4.(2024·北京丰台区高三模拟)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( )
选项 气体 试剂 制备装置 收集方法
A NH3 NH4Cl a e
B Cl2 MnO2+浓盐酸 c d
C SO2 Cu +浓硫酸 b d
D NO2 Cu +浓硝酸 b f
5.(2024·安徽1月适应性测试)实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用如图实验装置和下列试剂能实现相应元素不同价态间转化的是( )
选项 试剂 元素不同价态间的转化
a b c
A 70%硫酸 亚硫酸钠 新制氯水 →→
B 稀硫酸 硫化亚铁 氯化铁溶液 →→
C 浓硝酸 铜片 水 →→
D 浓盐酸 高锰酸钾 溴化钾溶液 →→
6.根据实验目的设计的如图装置的连接正确的是( )
A.制备收集C2H4：连接a→c→g
B.制备收集NO：连接b→c→e→d
C.制备收集NH3：连接b→d→e→c
D.制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d
7.某同学设计利用如图装置制备硫酸锰。
(1)盛放70%H2SO4的仪器名称是 ，其中导管a的作用是 。
(2)单向阀b的作用是 。
(3)装置Ⅱ中反应的化学方程式： ，其中“多孔球泡”的作用是 。
(4)装置Ⅲ烧杯中的溶液是 ， 倒扣漏斗的作用是 。
答案精析
整合必备知识
1.应用举例
a e e e或f或g c或d e a e b e
2.应用举例
Ⅰ 水 Ⅰ 水 Ⅰ NaOH溶液 Ⅰ 碱石灰 Ⅱ或Ⅲ
灼热的CuO Ⅳ 硫酸铜溶液 Ⅰ
易错辨析
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√
2.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
提升关键能力
1.C 2.D 3.D
4.B [NH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，二者在试管口遇冷又重新生成NH4Cl，A不合题意；实验室采用MnO2和浓盐酸共热的方法来制备Cl2，故可选用装置c，氯气密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，B符合题意；Cu与浓硫酸需在加热条件下才能反应制得SO2，应选用装置c，SO2密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，C不合题意；Cu和浓硝酸反应不需要加热，故可选择装置b，但NO2与水会反应，不能采用排水法收集，D不合题意。]
5.D [70%硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，S元素的化合价没有变化，故A不符合题意；稀硫酸和硫化亚铁溶液反应生成H2S和FeSO4，铁元素的化合价没有变化，故B不符合题意；浓硝酸和铜片反应生成NO2，N元素的化合价从+5价变为+4价，NO2和水反应生成HNO3和NO，N元素的化合价从+4价变为+5价和+2价，故C不符合题意；浓盐酸和高锰酸钾反应生成Cl2，Cl元素的化合价从-1价变为0价，Cl2和溴化钾溶液反应生成KCl和Br2，Cl元素的化合价从0价变为-1价，故D符合题意。]
6.D
7.(1)恒压滴液漏斗 平衡气压，便于硫酸顺利滴下 (2)防止倒吸 (3)SO2+MnO2MnSO4 增大反应物的接触面积，加快反应速率，增大二氧化硫的吸收效率 (4)氢氧化钠溶液 防止倒吸(共65张PPT)
化学
大
一
轮
复
习
第五章 第25讲
常见气体的实验室制备、净化和收集
复习目标
1.了解常见气体的制备原理、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。
1.常见气体制备发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将发生装置分为三类：
(1)固体＋固体 气体
整合必备知识
(2)固体＋液体(或液体＋液体) 气体
(3)固体＋液体(不加热)—→气体
制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
[应用举例]
根据试剂和反应条件选择合适的装置制取中学化学中常见的气体。
制取气体 选用试剂 选用上述装置(填字母)
NH3 ①氯化铵与消石灰 __
②浓氨水与碱石灰 __
CO2 ①碳酸钠与稀硫酸 __
②石灰石与稀盐酸 ________
a
e
e
e或f或g
制取气体 选用试剂 选用上述装置(填字母)
Cl2 ①二氧化锰与浓盐酸 _____
②KMnO4与浓盐酸 __
O2 ①KMnO4 __
②过氧化氢和二氧化锰 __
c或d
e
a
e
制取气体 选用试剂 选用上述装置(填字母)
乙烯 乙醇和浓硫酸 __
乙炔 电石和饱和食盐水 __
b
e
2.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)气体净化装置
[应用举例]
选择合适的试剂和装置除去下列气体中的杂质。
气体(括号内为杂质) 除杂试剂 选择上述装置(填编号)
H2(HCl) 水 __
N2(NH3) ___ __
NO(NO2) ___ __
CO(CO2) __________ __
_______ ______
CO2(CO) ___________ __
O2(H2S) __________ __
Ⅰ
水
Ⅰ
水
Ⅰ
NaOH溶液
Ⅰ
碱石灰
Ⅱ或Ⅲ
灼热的CuO
Ⅳ
硫酸铜溶液
Ⅰ
3.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等
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等
4.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、爆炸等灾害。
(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，尾气的处理可采用a、c装置。
③制取H2时，尾气的处理可采用a、c装置。
1.判断下列装置或操作能否达到实验目的，能达到目的打“√”，不能的打“×”。
×
×
×
×
√
×
√
×
2.判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
×
×
×
×
×
√
1.(2024·河北，10)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
提升关键能力
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3溶液＋浓硫酸
B Cl2 MnO2＋浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl＋熟石灰
D CO2 石灰石＋稀盐酸
√
如图所示的气体发生装置为固液加热型或固液、溶液不加热型；气体收集装置，长进短出为向上排空气法，短进长出为向下排空气法，装满水后短进长出为排水法。饱和Na2SO3溶液和浓硫酸反应制SO2，采用固液不加热发生装置，SO2密度比空气大，采用向上排空气法收集，A不符合题意；
MnO2和浓盐酸加热反应制Cl2，采用固液加热发生装置，Cl2密度比空气大，采用向上排空气法收集，B不符合题意；
固体NH4Cl与熟石灰加热制NH3，采用固固加热发生装置，NH3密度比空气小，采用向下排空气法收集，C符合题意；
石灰石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸反应制CO2，采用固液不加热发生装置，CO2密度比空气大，采用向上排空气法收集，D不符合题意。
2.(2023·天津，9)实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A.Fe与稀硝酸反应制NO
B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2
C.NaOH与浓氨水制备NH3
D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2
√
NO与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故不选A；
二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2，缺少加热装置，故不选B；
氨气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集NH3，故不选C；
Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2，SO2密度比空气大，用向上排空气法收集SO2，故选D。
3.(2023·北京，8)完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A.实验室制Cl2
B.实验室收集C2H4
C.验证NH3易溶于水且溶液呈碱性
D.除去CO2中混有的少量HCl
√
Na2CO3与HCl、CO2均发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO3溶液，D项错误。
4.(2024·北京丰台区高三模拟)实验室制备右列气体，所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
选项 气体 试剂 制备装置 收集方法
A NH3 NH4Cl a e
B Cl2 MnO2＋浓盐酸 c d
C SO2 Cu＋浓硫酸 b d
D NO2 Cu＋浓硝酸 b f
√
NH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，二者在试管口遇冷又重新生成NH4Cl，A不合题意；
实验室采用MnO2和浓盐酸共热的方法来制备Cl2，故可选用装置c，氯气密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，B符合题意；
Cu与浓硫酸需在加热条件下才能反应制得SO2，应选用装置c，SO2密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，C不合题意；
Cu和浓硝酸反应不需要加热，故可选择装置b，但NO2与水会反应，不能采用排水法收集，D不合题意。
5.(2024·安徽1月适应性测试)实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用如图实验装置和下列试剂能实现相应元素不同价态间转化的是
选项 试剂 元素不同价态间的转化
a b c A 70%硫酸 亚硫酸钠 新制氯水
B 稀硫酸 硫化亚铁 氯化铁溶液
C 浓硝酸 铜片 水
D 浓盐酸 高锰酸钾 溴化钾溶液
√
70%硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，S元素的化合价没有变化，故A不符合题意；
稀硫酸和硫化亚铁溶液反应生成H2S和FeSO4，铁元素的化合价没有变化，故B不符合题意；
浓硝酸和铜片反应生成NO2，N元素的化合价从+5价变为+4价，NO2和水反应生成HNO3和NO，N元素的化合价从+4价变为+5价和+2价，故C不符合题意；
浓盐酸和高锰酸钾反应生成Cl2，Cl元素的化合价从－1价变为0价，Cl2和溴化钾溶液反应生成KCl和Br2，Cl元素的化合价从0价变为－1价，故D符合题意。
6.根据实验目的设计的如图装置的连接正确的是
A.制备收集C2H4：连接a→c→g
B.制备收集NO：连接b→c→e→d
C.制备收集NH3：连接b→d→e→c
D.制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d
√
7.某同学设计利用如图装置制备硫酸锰。
(1)盛放70%H2SO4的仪器名称是_____
，其中导管a的作用是_____
。
(2)单向阀b的作用是 。
恒压
(3)装置Ⅱ中反应的化学方程式： ，其中“多孔球泡”的作用是___________________________________________________
。
(4)装置Ⅲ烧杯中的溶液是 ，倒扣漏斗的作用是 。
滴液漏斗
平衡
气压，便于硫酸顺利滴下
防止倒吸
SO2+MnO2===MnSO4
增大反应物的接触面积，加快反应速率，增大二氧化硫的
吸收效率
氢氧化钠溶液
防止倒吸
KESHIJINGLIAN
课时精练
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B B C A A B D A
题号 9 10 11 12 13 答案 D D D D D 答案
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14.
(1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO3 2KCl+3O2↑)
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 把氨水滴加到NaOH固体上，NaOH溶于水放出热量可促进NH3·H2O的分解；NaOH溶于水电离产生的OH－促使平衡NH3+H2O NH3·H2O N+OH－逆向移动，导致放出NH3 (3)c或e
答案
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3
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5
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15.
(1)圆底烧瓶 b
(2)防止温度过高，反应速率过快 (3)CrO3+2HCl===CrO2Cl2+H2O
(4)加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应 (5)将CrO2Cl2蒸气迅速冷凝，便于收集，提高产率(或减缓铬酰氯挥发) (6)B 吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气；防止空气中的水蒸气进入装置
1.(2024·湖南衡阳高三联考)实验室用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2时用不到的实验仪器有
A.①②④⑤
B.③⑥
C.②③⑤
D.③④⑤
√
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答案
用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2，属于固体和液体反应且需加热，故①②⑤都能用到；
装置③为100 mL容量瓶，此实验不需要配制溶液；
收集到的氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集，故装置④能用到；
装置⑥为长颈漏斗，无法控制浓盐酸的流速，此实验需用分液漏斗。
2.(2021·海南，3)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是
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答案
选项 气体 a b
A H2S 稀H2SO4 FeS
B O2 H2O2溶液 MnO2
C NO2 浓HNO3 铁片
D NH3 浓氨水 CaO
√
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答案
H2S与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥H2S，
故A错误；
发生反应：2H2O2 2H2O+O2↑，浓硫酸
可以干燥氧气，故B正确；
常温下，铁片遇浓硝酸发生钝化，故不能制取二氧化氮气体，故C错误；氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，故D错误。
3.(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是
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答案
选项 化学试剂 制备气体
A Ca(OH)2+NH4Cl NH3
B MnO2+HCl(浓) Cl2
C MnO2+KClO3 O2
D NaCl+H2SO4(浓) HCl
√
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答案
氨气的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，故A错误；
二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故B错误；
二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，故C正确；
氯化钠与浓硫酸共热制备HCl为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故D错误。
4.(2022·山东，11)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的是
1
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答案
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
√
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答案
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；
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；
通入HCl，在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H+ +2N===3Cu2++2NO↑+4H2O，最终Cu消失得到澄清溶液，C项不选；
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答案
AgCl在水中存在溶解平衡：AgCl(s) Ag+(aq)+Cl－(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结合生成[Ag(NH3)2]+，促使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不选。
5.下列实验装置正确的是
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答案
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答案
实验室可以用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备Cl2，故A正确；
实验室可以用MnO2催化H2O2分解制备O2，用浓硫酸干燥O2，O2的密度大于空气，可以用向上排空气法收集，应该长管进、短管出，故B错误；收集NH3时，导管应伸入试管底部，故C错误；
铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫可以使石蕊溶液变红，但不能用浸有稀硫酸的棉花团吸收过量的二氧化硫，应该用浸有NaOH溶液的棉花团，故D错误。
6.NaH是有机合成中用途很广泛的物质。已知NaH遇水蒸气剧烈反应，某小组设计如图实验装置制备NaH。下列说法不正确的是
A.安全漏斗的作用是液封
B.装置A中的试剂是稀硝酸和粗锌
C.装置B中的试剂是浓硫酸
D.实验开始后先启动A中反应，
再点燃C处酒精灯
√
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答案
加入液体后，部分液体存于漏斗上部弯管中起液封作用，避免氢气从漏斗中逸出，A正确；
硝酸具有强氧化性，与Zn反应不生成氢气，B错误；
B是干燥氢气的装置，B中试剂为浓硫酸，C正确；
先启动A中反应，利用生成的氢气将装置中的空气排出，防止钠与氧气反应，后点燃C处酒精灯，D正确。
7.FeCl3(易升华)是常见的化学试剂，可通过如图实验制备FeCl3，下列说法错误的是
A.装置F的作用是尾气吸收，
并防止空气中的水蒸气进
入收集器
B.硬质玻璃管直接连接收集
器的优点是不因FeCl3固体积聚而造成堵塞
C.实验室配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸，再加水稀释
D.实验开始时，应先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯
√
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答案
A装置是氯气的发生装置，B装置除去氯气中的氯化氢，C为干燥装置，D为氯气与铁的反应装置，E为氯化铁的收集装置，氯化铁易水解，故F装置是尾气吸
收装置并防止空气中的水蒸气进入收集器，A正确；
FeCl3蒸气遇冷变为固体，若导管较细，容易堵塞，所以硬质玻璃管直接连接收集器，B正确；
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答案
FeCl3固体溶于水发生水解，配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸，抑制水解，再加水稀释，C正确；
实验开始时，应先点燃A处酒精
灯，至装置中充满氯气后，再点燃D处酒精灯，D错误。
8.根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，其中能完成相应实验目的的是
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答案
选项 a中的物质 b中的物质 实验目的、试剂和操作 实验目的 c中的物质 进气方向
A 稀硝酸 Cu 收集贮存NO 水 N→M
B 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2的氧化性 品红溶液 M→N
C 浓氨水 碱石灰 收集贮存氨气 饱和NH4Cl溶液 N→M
D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2的氧化性 Na2S溶液 M→N
√
稀硝酸和Cu反应生成NO，NO不溶于水，不与水反应，用排水法收集NO，进气方向是N→M，故A符合题意；
浓硝酸具有强氧化性，与Na2SO3反应生成硫酸盐和NO2气体，因此无法检验SO2的氧化性，故B不符合题意；
由于氨气极易溶于水，因此氨气溶于饱和NH4Cl溶液，不能用排饱和NH4Cl溶液的方法来收集氨气，故C不符合题意；
二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，而该实验没有加热装置，因此不能产生氯气，故D不符合题意。
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9.(2024·安徽淮北高三质量检测)实验室中用如图装置，以氨气和钠为原料加热至350~360 ℃制备氨基钠(NaNH2)，并检验气体产物。已知：NaNH2极易水解。下列说法正确的是
A.装置A中的药品是氯化铵固体
B.装置B和装置D均只起到干燥作用
C.实验时先点燃C处酒精灯，再点燃
A处酒精灯
D.装置E中黑色粉末变成红色，证明有氢气生成
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氯化铵固体受热分解生成氨气和HCl气体，二者在试管口遇冷又会反应生成氯化铵，不能通过加热氯化铵的方法制备氨气，A错误；
实验时，应先点燃A处酒精灯排尽装置内的空气，再点燃C处酒精灯，C错误；
氢气和CuO在加热条件下反应生成红色的Cu单质，装置E中黑色粉末变成红色，证明有氢气生成，D正确。
10.用如图所示装置制备氨并验证氨的还原性，其中不能达到实验目的的是
A.用装置甲生成氨
B.用装置乙干燥氨
C.用装置丙验证氨的还原性
D.用装置丁和戊分别收集氨
和氮气
√
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反应2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+
2NH3↑+2H2O可用于制备氨，A正确；
NH3是碱性气体，可用碱石灰进
行干燥，B正确；
装置丙发生反应3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O，可验证氨的还原性，C正确；
氨的密度比空气小，收集时应从短管进长管出，D错误。
11.实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应可制备少量HNO3，反应装置如图所示，下列说法不正确的是
A.反应的化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)
NaHSO4+HNO3↑
B.反应温度如果过高，制得的HNO3可能会呈现黄色
C.曲颈甑是一种原始的蒸馏烧瓶，为了增强冷凝效
果可以在长颈上再接一根长玻璃管
D.可从实验室中选无色、透明、洁净的试剂瓶盛装制得的浓硝酸
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反应温度如果过高，HNO3分解生成NO2，NO2溶于HNO3使制得的HNO3呈现黄色，B正确；
实验室中浓硝酸应保存在棕色瓶内，防止其见光分解，D错误。
12.某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是
A.装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为
NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O
B.加热片刻后需要将酒精灯移开，说明
该反应是放热反应
C.装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气
D.在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法
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因移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应是放热反应，B项正确；
根据化学方程式可知产物中有水蒸气，为便于干燥，可用装置Ⅱ冷凝大部分水蒸气，再用装置Ⅲ进行干燥，C项正确。
13.(2025·合肥模拟)氯化锌易潮解、易升华。从市售的氯化锌[含Zn(OH)Cl]中制备无水氯化锌，装置如图所示，管式炉有升温和降温的调节功能。下列说法错误的是
A.恒压滴液漏斗、倒置漏斗的作用分
别是平衡气压、防止倒吸
B.通入装置中的N2必须是干燥的
C.在尾气吸收装置前应增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温，实验结束时先撤去管式炉Ⅰ，再撤去管式
炉Ⅱ
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答案
氯化锌易吸水潮解，所以需要通入干燥的N2，B项正确；
尾气吸收装置中含水，会使ZnCl2潮解，所以尾气吸收装置前应增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶，C项正确。
14.实验室常见气体制备装置及收集方法如图。
(1)实验室中可用装置a制取O2或NH3，反应的化学方程式分别为
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答案
，
。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO3 2KCl+3O2↑)
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)实验室中可用装置b制取O2、NH3、Cl2、CO2、SO2、NO2等气体，则制取Cl2的化学方程式为__________________________________________，制取NO2的化学方程式为 。若利用该装置用浓氨水和NaOH固体制取NH3，其原理是________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
把氨水滴加到NaOH固体上，NaOH溶于水放出热量可促进NH3·H2O的分解；NaOH溶于水电离产生的OH－促使平衡NH3+H2O NH3·H2O N+OH－逆向移动，导致放出NH3
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(3)实验室用过氧化氢溶液及少量MnO2制取O2，可选用 (填字母)装置收集O2。
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c或e
15.铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点为－96.5 ℃，沸点为117 ℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，主要在有机合成中作氧化剂、氯化剂和溶剂。在实验室中可由重铬酸钾、
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答案
浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯，反应机理：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如图(夹持装置略)：
(1)A的名称是 。B的进水口为
(填“a”或“b”)。
(2)浓硫酸在反应前应冷却至0 ℃左右，
其目的是 。
(3)写出CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯
的化学方程式： 。
(4)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率，原因是
。
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答案
圆底烧瓶
b
防止温度过高，反应速率过快
CrO3+2HCl===CrO2Cl2+H2O
加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应
(5)反应结束后，用电热套加热装置A，收集117 ℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是__________________________________________
。
(6)图中C装置未画出，应为下列装置中的哪一种 (填字母)，该装置的作用是______________________________________________________
。
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答案
将CrO2Cl2蒸气迅速冷凝，便于收集，提高产率(或减缓铬酰氯挥发)
B
吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气；防止空气中的水蒸气进入装置第五章 第25练 常见气体的实验室制备、净化和收集
分值：100分
(选择题1~6题，每小题5分，7~13题，每小题6分，共72分)
1.(2024·湖南衡阳高三联考)实验室用MnO2固体和浓盐酸制备纯净的Cl2时用不到的实验仪器有( )
A.①②④⑤ B.③⑥
C.②③⑤ D.③④⑤
2.(2021·海南，3)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是( )
选项 气体 a b
A H2S 稀H2SO4 FeS
B O2 H2O2溶液 MnO2
C NO2 浓HNO3 铁片
D NH3 浓氨水 CaO
3.(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )
选项 化学试剂 制备气体
A Ca(OH)2＋NH4Cl NH3
B MnO2＋HCl(浓) Cl2
C MnO2＋KClO3 O2
D NaCl＋H2SO4(浓) HCl
4.(2022·山东，11)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的是( )
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
5.下列实验装置正确的是( )
6.NaH是有机合成中用途很广泛的物质。已知NaH遇水蒸气剧烈反应，某小组设计如图实验装置制备NaH。下列说法不正确的是( )
A.安全漏斗的作用是液封
B.装置A中的试剂是稀硝酸和粗锌
C.装置B中的试剂是浓硫酸
D.实验开始后先启动A中反应，再点燃C处酒精灯
7.FeCl3(易升华)是常见的化学试剂，可通过如图实验制备FeCl3，下列说法错误的是( )
A.装置F的作用是尾气吸收，并防止空气中的水蒸气进入收集器
B.硬质玻璃管直接连接收集器的优点是不因FeCl3固体积聚而造成堵塞
C.实验室配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸，再加水稀释
D.实验开始时，应先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯
8.根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，其中能完成相应实验目的的是( )
选 项 a中的 物质 b中的 物质 实验目的、试剂和操作
实验目的 c中的物质 进气方向
A 稀硝酸 Cu 收集 贮存NO 水 N→M
B 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2 的氧化性 品红溶液 M→N
C 浓氨水 碱石灰 收集贮 存氨气 饱和NH4Cl 溶液 N→M
D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2 的氧化性 Na2S溶液 M→N
9.(2024·安徽淮北高三质量检测)实验室中用如图装置，以氨气和钠为原料加热至350~360 ℃制备氨基钠(NaNH2)，并检验气体产物。已知：NaNH2极易水解。下列说法正确的是( )
A.装置A中的药品是氯化铵固体
B.装置B和装置D均只起到干燥作用
C.实验时先点燃C处酒精灯，再点燃A处酒精灯
D.装置E中黑色粉末变成红色，证明有氢气生成
10.用如图所示装置制备氨并验证氨的还原性，其中不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲生成氨
B.用装置乙干燥氨
C.用装置丙验证氨的还原性
D.用装置丁和戊分别收集氨和氮气
11.实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应可制备少量HNO3，反应装置如图所示，下列说法不正确的是( )
A.反应的化学方程式为NaNO3＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HNO3↑
B.反应温度如果过高，制得的HNO3可能会呈现黄色
C.曲颈甑是一种原始的蒸馏烧瓶，为了增强冷凝效果可以在长颈上再接一根长玻璃管
D.可从实验室中选无色、透明、洁净的试剂瓶盛装制得的浓硝酸
12.某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是( )
A.装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
B.加热片刻后需要将酒精灯移开，说明该反应是放热反应
C.装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气
D.在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法
13.(2025·合肥模拟)氯化锌易潮解、易升华。从市售的氯化锌[含Zn(OH)Cl]中制备无水氯化锌，装置如图所示，管式炉有升温和降温的调节功能。下列说法错误的是( )
A.恒压滴液漏斗、倒置漏斗的作用分别是平衡气压、防止倒吸
B.通入装置中的N2必须是干燥的
C.在尾气吸收装置前应增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温，实验结束时先撤去管式炉Ⅰ，再撤去管式炉Ⅱ
14.(12分)实验室常见气体制备装置及收集方法如图。
(1)实验室中可用装置a制取O2或NH3，反应的化学方程式分别为 ， 。
(2)实验室中可用装置b制取O2、NH3、Cl2、CO2、SO2、NO2等气体，则制取Cl2的化学方程式为 ，制取NO2的化学方程式为 。
若利用该装置用浓氨水和NaOH固体制取NH3，其原理是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液及少量MnO2制取O2，可选用 (填字母)装置收集O2。
15.(16分)铬酰氯是一种无机化合物，化学式为CrO2Cl2，熔点为－96.5 ℃，沸点为117 ℃，常温下为深红棕色液体，放置在空气中会迅速挥发并水解，主要在有机合成中作氧化剂、氯化剂和溶剂。在实验室中可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应得到铬酰氯，反应机理：浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成CrO3和氯化氢气体两种中间产物，然后CrO3迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。实验装置如图(夹持装置略)：
(1)A的名称是 。B的进水口为 (填“a”或“b”)。
(2)浓硫酸在反应前应冷却至0 ℃左右，其目的是
。
(3)写出CrO3与氯化氢气体反应生成铬酰氯的化学方程式： 。
(4)投料时，加入过量氯化钠粉末可以显著增大铬酰氯的产率，原因是 。
(5)反应结束后，用电热套加热装置A，收集117 ℃左右的馏分，收集装置选用冰水浴的目的是 。
(6)图中C装置未画出，应为下列装置中的哪一种 (填字母)，该装置的作用是 。
答案精析
1.B 2.B 3.C
4.A [通入CO2气体依次发生反应：CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2Ca(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；通入Cl2，发生反应：Cl2+2FeCl22FeCl3、2FeCl3+Fe3FeCl2，最终Fe消失得到澄清溶液，B项不选；通入HCl，在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O，最终Cu消失得到澄清溶液，C项不选；AgCl在水中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结合生成[Ag(NH3)2]+，促使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不选。]
5.A [实验室可以用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备Cl2，故A正确；实验室可以用MnO2催化H2O2分解制备O2，用浓硫酸干燥O2，O2的密度大于空气，可以用向上排空气法收集，应该长管进、短管出，故B错误；收集NH3时，导管应伸入试管底部，故C错误；铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫可以使石蕊溶液变红，但不能用浸有稀硫酸的棉花团吸收过量的二氧化硫，应该用浸有NaOH溶液的棉花团，故D错误。]
6.B
7.D [A装置是氯气的发生装置，B装置除去氯气中的氯化氢，C为干燥装置，D为氯气与铁的反应装置，E为氯化铁的收集装置，氯化铁易水解，故F装置是尾气吸收装置并防止空气中的水蒸气进入收集器，A正确；FeCl3蒸气遇冷变为固体，若导管较细，容易堵塞，所以硬质玻璃管直接连接收集器，B正确；FeCl3固体溶于水发生水解，配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸，抑制水解，再加水稀释，C正确；实验开始时，应先点燃A处酒精灯，至装置中充满氯气后，再点燃D处酒精灯，D错误。]
8.A 9.D
10.D [反应2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O可用于制备氨，A正确；NH3是碱性气体，可用碱石灰进行干燥，B正确；装置丙发生反应3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，可验证氨的还原性，C正确；氨的密度比空气小，收集时应从短管进长管出，D错误。]
11.D [反应温度如果过高，HNO3分解生成NO2，NO2溶于HNO3使制得的HNO3呈现黄色，B正确；实验室中浓硝酸应保存在棕色瓶内，防止其见光分解，D错误。]
12.D 13.D
14.(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO32KCl+3O2↑) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O (2)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 把氨水滴加到NaOH固体上，NaOH溶于水放出热量可促进NH3·H2O的分解；NaOH溶于水电离产生的OH-促使平衡NH3+H2ONH3·H2ON+OH-逆向移动，导致放出NH3 (3)c或e
15.(1)圆底烧瓶 b (2)防止温度过高，反应速率过快
(3)CrO3+2HClCrO2Cl2+H2O
(4)加入过量氯化钠可产生过量的氯化氢气体，使更多的CrO3参与反应 (5)将CrO2Cl2蒸气迅速冷凝，便于收集，提高产率(或减缓铬酰氯挥发) (6)B 吸收未参与反应的HCl气体和逸出的铬酰氯蒸气；防止空气中的水蒸气进入装置
