高中化学专题讲座 气体的实验室制备、净化和收集

如何进行常见的化学实验室气体的收集和净化在化学实验室中，气体的收集和净化是非常重要的步骤。

正确的气体收集和净化方法可以保证实验结果的准确性和实验人员的安全。

本文将介绍常见的化学实验室气体的收集和净化方法。

一、收集气体的常见方法1. 平水法（水吸收法）：平水法是最常见且简便的气体收集方法之一。

它适用于可以溶于水的气体。

具体步骤如下：(1) 准备一个导气管，一端插入气源容器中，另一端悬于水中。

(2) 打开气源容器阀门，气体通过导气管进入水中，溶解于水中。

(3) 当气体完全收集时，关闭气源容器阀门，取出收集好的气体。

2. 上升气体法：上升气体法适用于轻于空气的气体收集，如氢气、氨气等。

具体步骤如下：(1) 准备一个气体收集瓶和一根玻璃吸管。

(2) 将气体收集瓶中装满水，并将其倒置于支架上。

(3) 将玻璃吸管一端插入气源容器中，另一端插入气体收集瓶的水中。

(4) 打开气源容器阀门，气体会因为比空气轻而上升，并在气体收集瓶中收集。

(5) 当气体完全收集时，关闭气源容器阀门，取出收集好的气体。

3. 酸吸收法：酸吸收法适用于一些与酸反应生成盐的气体，如二氧化碳。

具体步骤如下：(1) 准备一个气体收集瓶和一根玻璃吸管。

(2) 在气体收集瓶中预先加入一定量的稀盐酸或其他酸性溶液。

(3) 将玻璃吸管一端插入气源容器中，另一端插入气体收集瓶的液体中。

(4) 打开气源容器阀门，气体经过与酸性溶液反应，生成盐，并在气体收集瓶中收集。

(5) 当气体完全收集时，关闭气源容器阀门，取出收集好的气体。

二、净化气体的常见方法1. 吸附剂净化法：吸附剂净化法适用于吸附性气体的净化，如有机挥发物。

具体步骤如下：(1) 准备一个装有吸附剂的净化装置。

(2) 将待净化的气体通过净化装置，吸附剂会吸附气体中的有害物质。

(3) 可定期更换或再生吸附剂，以保持净化效果。

2. 洗涤净化法：洗涤净化法适用于溶于液体中的气体，如氯气。

具体步骤如下：(1) 准备一个装有洗涤剂的洗涤装置。

(B )
选项 A B C D
a中的物质 浓氨水 浓硫酸 浓硝酸 浓盐酸
b中的物质 CaO Na2SO3 Cu MnO2
c中收集的气体
NH3 SO2 NO2 Cl2
d中的物质 H2O NaOH溶液 H2O NaOH溶液
解析 NH3的密度比空气小,应该采用向下排空气法收集,装置c中的导管应 改为短进长出,A错误;浓硫酸可以与Na2SO3反应生成SO2,SO2气体的密度 比空气大,能使用向上排空气法收集,SO2气体能与NaOH溶液迅速反应,吸 收装置中要防倒吸,B正确;铜与浓硝酸反应生成的气体产物为NO2,NO2与 水反应生成HNO3的同时还生成NO(有毒气体),不能用水进行NO2的尾气 吸收,C错误;用MnO2与浓盐酸制取Cl2时需要加热,D错误。
O2、H2、NO、 CO、C2H4 等
向上排空 密度___大__于___空气且不与空
气法
气中的成分反应
排空气阀
向下排空 密度___小__于___空气且不与空
气法
气中的成分反应
Cl2、SO2、NO2、 CO2 等
H2、NH3 等
4.尾气处理装置
(1)实验室制取Cl2时,尾气的处理可采用____b____装置。 (2)制取CO时,尾气处理可采用__a_、__c___装置。 (3)实验室制取NH3时,尾气的处理可采用____d____装置。
[对点训练2] 下列实验操作不正确的是( D )
A.洗气
B.干燥气体 C.用水吸收 NH3 D.排空气法收集 H2
解析 洗气时气体从长导管进入液体中,从短导管出,A正确;用干燥管干燥 气体时应大口进气,小口出气,B正确;氨气极易溶于水,倒扣的漏斗可有效 防止倒吸,C正确;收集H2应该用排水法或者向下排空气法,D错误。

不可干燥 NH3
5、尾气处理
直接吸收
燃烧处理袋装6、防吸装置 、1、气密性检查
(1)微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱； 微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱； 微热法检查的关键词是封闭 (2)液差法的关键词是封闭、形成液差。 液差法的关键词是封闭、 液差法的关键词是封闭 形成液差。
2、气体的实验室制法 、
固固加热型，比如实验室制取O2 固液不加热，比如实验室制二氧化碳
3、气体的收集
①
②
③
④
⑤
⑥
依据： 依据：根据气体的溶解性或密度
4、气体的净化和干燥 、
液态干燥剂 装置 干燥剂 可干燥 洗气瓶 浓硫酸 O2 H2 CO2
固态干燥剂 干燥管（球形管、U形管） 无水CaCl2 SO2 NO2 P2O5 Cl2 C2H4 碱石灰 NH3 H2 O2 C2H4 CO2 SO2 NO2 Cl2

气体的发生装置结构顺序（1）装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置 （2）安装顺序：由下向上，由左向右（3）操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品气体发生装置设计原则：根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。

一、气体发生装置：根据反应物的状态、反应条件选择气体固体、固体−→−+∆1 ()()。

在试管口处放一团棉花应注意事项：粉末状固体反应容器：试管21()()()643212、注意事项：见图分液漏斗；加液容器：长颈漏斗、锥形瓶；、广口瓶反应容器：试管、烧瓶气体液体、固体−→−+图1图2图3图4 图5图6()启普发生器及改良4图7图8图9图10图11图12()()()17163213、注意事项：见图加液容器：分液漏斗反应容器：试管、烧瓶气体”液体气体”或“液体液体、“固体−→−+−→−+∆∆图13 图14 图15 图16 图17 二、气体收集装置：根据气体的密度和溶解性选择、排空气法1图18 图19 图20 图21 图22 图23、排水法23、储气法三、尾气处理装置：根据多余气体的性质选择气体、在水中溶解性不大的1（图27）、燃烧或袋装法2（图28、图29）图27 图28 图29气体：防倒吸。

、在水中溶解性很大的.3图26图24 图25图30图31图32图33图34图35图36图37图38四、气体净化装置：根据净化剂的状态和条件选择图39图40图41图42五、气体性质实验装置：根据反应物的状态及反应的条件选择、常温反应装置1 、加热反应装置2、冷却反应装置3六、排水量气装置：测量气体的体积相平。

中左短水位与右端水位中水相平，图中量器内的水位与水槽注意事项：图5250图45图46图47图43图44图48图49图50图51图52图53常见气体的制取原理、除杂、检验、收集和尾气处理 ⑴氧气↑+===22332KC 2O KCl lO MnO ↑++===∆224242O M n O M n O K K M n O ↑+=====∆2222222O O H O H MnO 、 ↑+=+2222422O N a O HO H O Na 装置： 除杂： 检验： 收集：⑵氢气Zn+H ₂SO ₄ ==== ZnSO ₄+H ₂↑ 装置： 除杂： 检验： 收集： 尾气处理： ⑶氯气O H Cl MnCl HCl MnO 22222(4+↑+===+∆浓） O H Cl KCl HCl KClO 22333(6+↑+==+浓）装置： 除杂： 检验： 收集： 尾气处理： ⑷硫化氢制取原理：强酸与强碱的复分解反应 制取方程式：FeS+2HCl====FeCl ₂+H ₂S↑ 装置：启普发生器检验：能使湿润的醋酸铅试纸变黑除杂：先通入饱和NaHS 溶液(除HCl),再通入固体CaCl ₂ (或P ₂O5)(除水蒸气) 收集：向上排气法尾气回收：H ₂S+2NaOH==== Na ₂S+H ₂O 或H ₂S+NaOH==== NaHS+H ₂O ⑸二氧化硫Na ₂SO ₃+H ₂SO ₄==== Na ₂SO ₄+SO ₂↑+H ₂OO H SO CuSO SO H u 224422(2C +↑+==+∆浓）装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑹二氧化碳CaCO ₃+2HCl====CaCl ₂+CO ₂↑+H ₂OO H CO NaCl HCl CO a 223222N +↑+=+⑺氨气O H NH CaCl Cl NH OH Ca 23242222)(+↑+==+∆↑+=+⋅3223)(C O H NH NH OH Ca aO装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑻氯化氢↑+==+∆HCl SO Na SO H NaCl 2(24242浓）↑+=+H C l N a H S O SO H NaCl 442(浓）浓盐酸滴入浓硫酸中装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑼二氧化氮O H NO NO Cu HNO Cu 2223322)((4+↑+===+∆浓）装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑽一氧化氮O H NO NO Cu HNO Cu 223342)(3(83+↓+==+∆稀）装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收：注：1.只能用排水集气法的气体：①与空气密度相差不大有________________ ②与空气中的某种气体反应有___________________________________ 2. 只能用排空气集气法的气体：①与水反应反应有_______________________ ②易溶于水有_______________________________________________________一、选择题1．实验室用下列方法制取气体：①过氧化氢中加少量二氧化锰 ②浓硝酸中加入铜片 ③氯化铵与消石灰混合加热 ④稀硝酸中加入铜片共热。

一：氯气1．实验室方法：MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O（反应条件加热）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法净化方法：用饱和的食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气。

2．工业制法：原理：电解食盐水2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑（反应条件是通电）二：二氧化碳1．实验室方法：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O收集方法：向上排空气法净化方法：用饱和的NaHCO3除去HCl2．工业制法：CaCO3=====CaO+CO2↑（条件为高温）三：氧气实验室方法：KMnO4受热分解：2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑（条件：加热）KClO3和MnO2混合共热：KClO3=2KCl+3O2↑（条件：在MnO2下加热）工业制法：空气液化分离四：氨气实验室方法：Ca（OH）2+2NH4Cl=====2NH3↑+CaCl2+2H2O收集方法：向下排空气法、且容器口塞一团沾有稀H2SO4的棉花团，以防止所收集的气体与空气对流，也可吸收多余的NH3净化方法：用碱石灰吸收NH3中混有的水分工业制法：N2+3H2=====2NH3（条件：高温、高压、催化剂且此反应为可逆反应（上面的必需全部把握且对方程式一定要准确地记住，下面的只需知道）五：氮气实验室方法：NaNO2+NH4Cl==N2↑+2H2O +NaCl工业方法：液态空气分馏法六：二氧化氮实验室方法：Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2H2O↑(条件加热)工业方法：4NH3+ 5O2= 4NO + 6H2O(条件Pt/加热)2NO + O2= 2NO2七：一氧化碳实验室方法：HCOOH===H2O+CO↑(条件加热)工业方法:C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)八：二氧化硫实验室方法：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑九：氢气实验室制法：H2SO4+Zn=====ZnSO4+H2↑2HCl+Zn=====ZnCl2+H2↑收集方法：向下排空气法工业制法：水煤气法 C + H2O(g) == CO + H2(条件高温)有机中常见气体的制取方法一：乙炔实验室方法：CaC2+2H2O→Ca（OH）2+CH≡CH↑收集方法：排水集气法或向下排空气法净化方法：因电石（CaC2）中含有CaS，与水反应会生成H2S，可用硫酸铜溶液或NaOH溶液将其除去。

气体的制备、净化和收集编制：刘晓娟 审核：李静★气体制备装置一般包括以下几个部分：发生装置、净化装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置。

★气体制备的一般实验操作步骤包括：①组装（从上到下，从左到右）②检验装置的气密性③加入药品④排净装置内的空气⑤验纯⑥反应⑦拆除装置 一．反应原理初高中常见的气体的实验室和工业制备原理如下：2CaCl O+4HClMnCl 二．发生装置：1、选择原则：反应物状态和反应条件2、常见装置：三．气体的净化和干燥（1）设计原则：根据净化药品的状态及条件（2）装置基本类型：洗气瓶形管双通加热管（选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定，所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质，而不能与被提纯的气体反应。

一般情况下：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水分可用干燥剂来吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀（或可溶物）的物质也可作为吸收剂洗气瓶一般装入液体除杂试剂。

除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。

如：①强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等呈酸性的气体②饱和的酸式盐溶液，可将杂质气体吸收转化，如：饱和NaHCO3溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体。

饱和NaHSO3溶液能除去SO2中混有的HCl、SO3等气体。

饱和NaHS溶液能除去H2S中混有的HCl气体。

双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。

例如：Cu和混合气体中O2反应而将O2除去。

练：选一种试剂除去括号里的杂志CO2（SO2）CO2（HCl）SO2（SO3）SO2（HCl）Cl 2（HCl）CO2（CO）CO（CO2）H2（O2）（4）气体干燥剂的类型及选择常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类：①酸性干燥剂，如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。

酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体，如CO2、SO2、NO2、HCI、H2、Cl2、O2、CH4等气体。

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【解析】 铜与稀硝酸生成 NO 且反应不需加热，NO 与空气中的氧气反应生成 NO2， 不能用排空气法收集 NO，A 错误；乙醇在浓硫酸作用下迅速升高温度到 170 ℃，乙醇生成 乙烯气体，乙烯难溶于水，可以用排水法收集，B 正确；氨的密度小于空气，应该使用向下 排空气法收集，C 错误；Na2SO3 和硫酸反应不需要加热，且 SO2 能与水反应，不能用排水法 收集，D 错误。
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解析
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2．(2023·广东梅州模拟)实验室利用下列装置制备 SO2(部分固定装置略)，请回答：
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(1)制备 SO2 可以选择的发生装置为___A____(填大写字母)，发生反应的化学方程式为 ___N_a_2_S_O_3_＋__H_2_S_O__4(_浓__)_=_=_=_N_a_2_S_O__4＋__S_O__2_↑_＋ __H__2_O________________。
e
Cu＋稀硝酸 b
c
CaCO3＋稀
b
c
硫酸
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答案
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【解析】 KMnO4 是固体物质，加热分解产生 O2，由于 O2 难溶于水，可以用排水方法 或向上排空气的方法收集 O2，A 错误；Cu 与稀硝酸反应产生 NO 气体，NO 能够与 O2 发生 反应产生 NO2 气体，不能使用排空气的方法收集 NO，C 错误；CaCO3 与稀硫酸反应产生 CaSO4、CO2 和 H2O，CaSO4 微溶于水，会附着在 CaCO3 表面影响反应进行，不能使用该方 法制取 CO2 气体，D 错误。
Na2SO3
Cu MnO2
c 中收集的气体 NH3

高中化学专题讲座气体的实验室制备、净化和收集1．气体制备实验的基本过程(1)气体制备实验装置一般包含以下几部分发生装置―→净化装置―→干燥装置―→尾气处理装置 (2)气体制备的一般实验操作步骤①组装(从下到上，从左到右)；②检验装置的气密性；③加入药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反应；⑦拆除装置。

2．气体发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体――→△气体 发生装置：制备气体：O 2、NH 3、CH 4等注意事项：①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流，而使试管炸裂。

②铁夹应夹在距试管口1/3处。

③固体药品应平铺在试管底部。

④胶塞上的导管伸入试管内不能过长，否则会影响气体导出。

⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸。

(2)固体＋液体或液体＋液体――→△气体 发生装置：(a) (b) (c) 制备气体：Cl 2、C 2H 4等注意事项：①烧瓶应固定在铁架台上。

②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。

③分液漏斗应盖上盖，注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。

④对烧瓶加热时要垫上石棉网。

⑤液体＋液体――→△气体时要加沸石，防止暴沸，如用(b)装置制取乙烯时需加碎瓷片。

⑥(c)装置中导管的作用是平衡气压，便于分液漏斗中的液体顺利滴下。

(3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置：制备气体：H2、CO2、NO2、SO2、NO等注意事项：①块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体，可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。

②简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封作用而无法使用。

③加入块状固体药品的大小要适宜。

④加入液体的量要适当。

⑤最初使用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。

⑥在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时，必须先检验纯度。

(1)仪器a的名称为_分__液__漏__斗__，仪器b中装入的试剂可以是_N_a_O__H_或__生__石__灰__ __或__碱__石__灰__。
解析 仪器a的名称为分液漏斗，仪器b中装入的试剂可以是NaOH或生石
灰或碱石灰。
解析 答案
(2)按气流方向正确的装置连接顺序为_B_D_A__D_C_ (填字母，装置可重体”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，便于液体顺 利流下。
4.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。
制备气体：Cl2、C2H4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→ 气体 发生装置：
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。
3.气体制备装置的改进 (1)
改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固 体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取CO2气体。
(2)“固体＋液体―→ 气体”装置的创新
选项 ① ②
③
实验结论
A 浓硫酸 Na2SO3 KMnO4溶液退色
SO2有漂白性
B 浓盐酸 KMnO4 FeBr2溶液变为黄色 氧化性：Cl2>Br2
√C 稀硫酸 碳酸钠 CaCl2溶液无明显变化 CO2不与CaCl2反应
D 浓硫酸 蔗糖
溴水退色
浓硫酸具有脱水 性、吸水性
解析 答案
4.(2017·江西省临川区第一中学高三上学期期 中考试)用右图所示装置进行实验，下列对实 验现象的解释不合理的是

C A ab 专题7 气体的制取、净化、收集与检验一 、 实验室制取气体的思路与方法 1．制取气体的原理：实验室制取气体选择药品通常有以下几个原则；①科学性，必须能通过化学反应制取所需气体。

②反应条件不能太苛刻，反应速度要适中，便于实验室操作，且也比较容易收集。

③价格要便宜2．制取气体的装置：根据反应物的状态和反应所需的条件选择气体的发生装置。

如：（1）药品状态为固—固，且反应需要加热的，可选择实验室用加热高锰酸钾制氧气的方法制取。

（2）药品状态为固—液，且反应在常温下进行的，可选择实验室制二氧化碳的方法制取。

讲解：（1）气体的发生装置要由反应物状态和反应条件来决定。

（2）气体的收集方法是由气体的性质了决定。

排水法可用于难溶于水且不与水反应的气体的收集，如O 2、H 2、CO 、CH 4等。

向上排气法可用于密度比空气大且又不与空气反应的气体的收集，如O 2、CO 2等。

向下排气法可用于密度比空气小且又不与空气反应的气体的收集，如H 2、CH 4等。

4.装置气密性的检查【1】检查下图装置的气密性的方法方法：将导管一端浸入水中,用双手捂住试管外壁,（或用热毛巾捂住试管外壁，或用酒精灯微热试管等）若导管口产生气泡,说明装置气密性良好。

【2】检查下面有长颈漏斗的气体发生装置的气密性的方法方法1：先往长颈漏斗中加水至长颈漏斗下端液封，再用弹簧夹夹住橡皮管，继续加入适量水，若一段时间后，长颈漏斗内液面高度保持不变，则说明装置气密性良好，反之则装置漏气。

方法2：向导管口吹气，漏斗颈端是否有水柱上升 用橡皮管夹夹紧橡皮管，静置片刻，观察长颈漏斗颈端的水柱是否下落，若吹气时有水柱上升，夹紧橡皮管后水柱不下落，说明气密性良好。

【3】检查下面有液漏斗的气体发生装置的气密性的方法方法一：先将导管一端浸入水中，往分液漏斗中加入适量水，然后打开分液漏斗的旋塞，往锥形瓶中加入水，若导管口产生气泡，则说明装置气密性良好。

方法二：关闭分液漏斗，将导管一端浸入水中，用双手（或热毛巾）捂住锥形瓶外壁，若导管口产生气泡，则说明装置气密性良好。

化学实验中的气体制备与收集技术在化学实验中，气体制备与收集是一项重要的技术。

无论是进行气体性质的研究，还是用气体作为反应物或产物，都需要掌握正确的气体制备与收集技术。

本文将介绍常见的气体制备与收集技术，并探讨它们的应用。

一、气体制备技术1. 反应法制备气体反应法是制备气体的常用方法之一。

通过适当的反应条件，使得化学反应发生产生所需的气体。

例如，通过加热二氧化锰和盐酸反应，可以制备出氯气。

在实验室中，常使用反应法制备氢气、氧气、氮气等。

2. 蒸发法制备气体蒸发法是制备易升华的气体的常用方法。

通过加热固体气体，使其直接升华为气体态。

例如，将固态碘加热，可以得到紫色的碘蒸气。

在实验室中，氢氧化铵、干冰等物质常常通过蒸发法制备相应的气体。

3. 分解法制备气体分解法是将化合物加热至分解温度，使其分解生成气体。

例如，将过氧化氢加热至较高温度，可以得到氧气和水蒸气。

实验室中常用分解法制备氧气、氯气等气体。

二、气体收集技术1. 气体上升吸收法气体上升吸收法是一种常用的气体收集技术。

通过将气体通过水中进行收集，利用气体的轻重差使其上升至气体上部，然后通过导管吸入收集瓶中。

这种收集方法适用于大部分气体。

2. 气体置换法气体置换法是将待收集气体置换到容器中的其他气体中，并用密集的置换气体将待收集气体逼出。

例如，将氧气收集瓶中的空气置换出来，然后用氧气取代。

这种方法适用于采集具有较高密度的气体。

3. 气体溶解法气体溶解法是将待收集的气体通过溶液吸收，并使其转化为可溶于溶液中的液体。

例如，通过将二氧化碳气体通过氢氧化钠溶液中，将二氧化碳转化为碳酸氢钠。

实验室中使用气体溶解法收集二氧化碳、氨气等。

4. 气体干燥技术在收集气体时，如果需求的气体是干燥的，需要进行气体的干燥处理。

常用的方法是通过通入干燥剂，例如浓硫酸、氯化钙等。

综上所述，气体制备与收集技术在化学实验中具有重要的作用。

正确的气体制备与收集能确保实验结果的准确性和可靠性。

第28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．气体制备实验的基本思路2．重要气体的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――→△气体制备气体：O 2、NH 3、CH 4等。

(2)固体＋液体(或液体＋液体)――→△气体制备气体：Cl 2、C 2H 4等。

(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。

3．常见气体典型制备装置举例(1)Cl2的实验室制备(2)SO2的实验室制备(3)NH3的实验室制备4．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)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置图ⅠⅡⅢⅣ常见试剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)Cu、CuO、Mg等当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的装置Ⅳ除O2，除杂试剂是Cu粉。

5．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向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH36.集气装置的创新——排液集气装置(1)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。

(2)装置(Ⅱ)储气式集气。

专题讲座（四）常见气体的实验室制备、净化和收集(精练)完卷时间：50分钟可能用到的相对原子质量：C12 O16 Cl35.5 Sn119 Ce140一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）1．（2021·天津高三一模）下列实验装置能达到实验目的的是A．A B．B C．C D．D2．（2020·天津高三二模）如图是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示．下列选项中正确的是A．A B．B C．C D．D3．（2021·宁夏银川市·银川一中高三月考）下列制取或收集气体装置中棉花作用不正确的是作用A．A B．B C．C D．D4．（2020·山西晋中市·高三一模）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中发生的反应为NaNO2+NH4Cl加热NaCl+N2↑+2H2OB．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5．（2021·青海西宁市·高三期末）某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是A．甲装置：可用来证明碳的非金属性比硅强B．乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下C．丙装置：用图示的方法不能检查此装置的气密性D．丁装置：先从①口进气集满二氧化碳，再从②口进气，可收集氢气6．（2021·嫩江市高级中学高三月考）下列物质的实验室制取、检验及分离方法不合理的是（夹持装置已略去，气密性已检验）。

A．制取并检验氨气B．制取并检验SO2气体C．制取并提纯乙酸乙酯D．制取并检验乙炔7．（2020·广东深圳市·明德学校高三月考）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是A．用图甲所示装置验证反应生成二氧化硫B．用图乙装置吸收氨气并防止倒吸C．用图丙装置除去氯气中的氯化氢D．用装置丁收集NO8．（2020·新安县第一高级中学高三开学考试）利用如图装置可以进行实验并能达到实验目的的是A．A B．B C．C D．D9．（2020·江西南昌市·）用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是（夹持仪器略）A ．AB ．BC ．CD ．D10．（2020·汪清县汪清第六中学高三月考）以CO 2和Na 2O 2为原料，制取纯净干燥的O 2，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 溶液 B ．装置③的作用是干燥O 2 C ．收集氧气应选择装置aD ．装置②、③之间应增加盛澄清石灰水的洗气瓶11．（2021·江苏南京市·高三二模）实验室用块状碳酸钙与稀盐酸反应制取少量CO 2时，图中装置不能达到相应实验目的的是A ．生成CO 2B ．净化CO 2C ．干燥CO 2D ．收集CO 212．（2021·天津高三二模）用下列装置完成相关实验，合理的是A ．图①：验证23H CO 的酸性强于23H SiOB ．图②：除去2CO 气体中的HCl 杂质NHC．图③：制取并收集乙酸乙酯D．图④：收集3二、主观题（共3小题，共40分）14．（14分）某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）。

专题讲座（四）常见气体的实验室制备、净化和收集(精讲)【考情分析】在近几年的高考气体制备及性质验证实验命题中,尤其是全国I卷、北京卷、江苏卷、浙江卷、海南卷等都出现过三颈瓶、双耳球、恒压滴液漏斗等陌生仪器的使用，这些仪器属于不常用仪器，同时在试题中还常出现一些仪器的创新使用。

这类题通过装置重新组合扩充的方式，考查考生全面的系统的知识，培养了考生的实验创新精神。

如将传统实验中涉及的实验仪器和用品进行有效替换，以提高化学实验的效果，但考生往往因为装置新颖，药品在平时的学习中没有见过，在解题时形成了心理压力，导致不能静心分析，去伪存真，从而失分较多。

预计今后高考命题仍将会以仪器装置和制备方法等的创新为命题热点。

【核心素养分析】宏观辨识与微观探析：能根据气体的性质，辨识发生装置、净化装置、收集装置、尾气处理的选择，能解释这样选择和连接规律。

科学探究与创新意识：将化学实验仪器及装置运用组合法、扩充法或替代法等，进行重新组合或者拆分，来进行实验研究，解决实际问题。

科学态度与社会责任：具有安全意识，严谨求实的科学态度，具有探索未知、崇尚真理的意识和保护环境的可持续发展的意识。

【知识梳理】智能点一常见气体的制备1．气体制备实验的基本思路（1）根据反应物的状态及反应条件选择气体发生装置;（2）根据制备气体及气体杂质的性质选择气体净化装置;（3）根据制备气体的性质选择干燥剂及干燥装置;（4）根据制备气体的水溶性及气体的密度选择收集方法及收集装置;（5）根据制备气体的毒性选择尾气吸收剂及吸收装置。

2．气体制备实验的操作顺序(1)仪器安装①由下到上(如制氯气的发生装置安装顺序是：放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放置石棉网→固定圆底烧瓶)。

②从左到右(如制氯气：发生装置→除杂装置→干燥装置→性质探究或收集装置→尾气处理装置(注意防倒吸)。

③先塞后定(把带导管的胶塞在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器)。

气体的发生装置结构顺序（1）装置顺序：制气装置→净化装置→反应或收集装置→除尾气装置 （2）安装顺序：由下向上，由左向右（3）操作顺序：装配仪器→检验气密性→加入药品气体发生装置设计原则：根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。

一、气体发生装置：根据反应物的状态、反应条件选择气体固体、固体−→−+∆1 ()()。

在试管口处放一团棉花应注意事项：粉末状固体反应容器：试管21()()()643212、注意事项：见图分液漏斗；加液容器：长颈漏斗、锥形瓶；、广口瓶反应容器：试管、烧瓶气体液体、固体−→−+图1图2图3图4 图5图6()启普发生器及改良4图7图8图9图10图11图12()()()17163213、注意事项：见图加液容器：分液漏斗反应容器：试管、烧瓶气体”液体气体”或“液体液体、“固体−→−+−→−+∆∆图13 图14 图15 图16 图17 二、气体收集装置：根据气体的密度和溶解性选择、排空气法1图18 图19 图20 图21 图22 图23、排水法23、储气法三、尾气处理装置：根据多余气体的性质选择气体、在水中溶解性不大的1（图27）、燃烧或袋装法2（图28、图29）图27 图28 图29气体：防倒吸。

、在水中溶解性很大的.3图26图24 图25图30图31图32图33图34图35图36图37图38四、气体净化装置：根据净化剂的状态和条件选择图39图40图41图42五、气体性质实验装置：根据反应物的状态及反应的条件选择、常温反应装置1 、加热反应装置2、冷却反应装置3六、排水量气装置：测量气体的体积相平。

中左短水位与右端水位中水相平，图中量器内的水位与水槽注意事项：图5250图45图46图47图43图44图48图49图50图51图52图53常见气体的制取原理、除杂、检验、收集和尾气处理 ⑴氧气↑+===22332KC 2O KCl lO MnO ↑++===∆224242O M n O M n O K K M n O ↑+=====∆2222222O O H O H MnO 、 ↑+=+2222422O N a O HO H O Na 装置： 除杂： 检验： 收集： ⑵氢气₂₄ ₄₂↑ 装置： 除杂： 检验： 收集： 尾气处理： ⑶氯气O H Cl MnCl HCl MnO 22222(4+↑+===+∆浓） O H Cl KCl HCl KClO 22333(6+↑+==+浓）装置： 除杂： 检验： 收集： 尾气处理： ⑷硫化氢制取原理：强酸与强碱的复分解反应 制取方程式：2₂₂S↑ 装置：启普发生器检验：能使湿润的醋酸铅试纸变黑除杂：先通入饱和溶液(除),再通入固体₂ (或P ₂O5)(除水蒸气) 收集：向上排气法 尾气回收：H ₂2 ₂₂O 或H ₂ ₂O ⑸二氧化硫 ₂₃₂₄ ₂₄₂↑₂OO H SO CuSO SO H u 224422(2C +↑+==+∆浓）装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑹二氧化碳 ₃+2₂₂↑₂OO H CO NaCl HCl CO a 223222N +↑+=+⑺氨气O H NH CaCl Cl NH OH Ca 23242222)(+↑+==+∆↑+=+⋅3223)(C O H NH NH OH Ca aO装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑻氯化氢↑+==+∆HCl SO Na SO H NaCl 2(24242浓）↑+=+H C l N a H S O SO H NaCl 442(浓）浓盐酸滴入浓硫酸中装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑼二氧化氮O H NO NO Cu HNO Cu 2223322)((4+↑+===+∆浓）装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收： ⑽一氧化氮O H NO NO Cu HNO Cu 223342)(3(83+↓+==+∆稀）装置： 检验： 除杂： 收集： 尾气回收：注：1.只能用排水集气法的气体：①与空气密度相差不大有 ②与空气中的某种气体反应有2. 只能用排空气集气法的气体：①与水反应反应有 ②易溶于水有一、选择题1．实验室用下列方法制取气体：①过氧化氢中加少量二氧化锰 ②浓硝酸中加入铜片 ③氯化铵与消石灰混合加热 ④稀硝酸中加入铜片共热。