高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測（全國通用） 專題講座（四） 常見氣體的實驗室制備、凈化和收集（講）（原卷版+答案解析）

專題講座（四）常見氣體的實驗室制備、凈化和收集目錄第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準(zhǔn)記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查氣體的制備與性質(zhì)探究高頻考點2考查實驗儀器的連接分析與應(yīng)用高頻考點3考查實驗儀器的作用與實驗評價高頻考點4考查氣體制備裝置的創(chuàng)新應(yīng)用正文第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準(zhǔn)記憶知識點一常見氣體的制備1．氣體制備實驗的基本思路（1）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置;（2）根據(jù)制備氣體及氣體雜質(zhì)的性質(zhì)選擇氣體凈化裝置;（3）根據(jù)制備氣體的性質(zhì)選擇干燥劑及干燥裝置;（4）根據(jù)制備氣體的水溶性及氣體的密度選擇收集方法及收集裝置;（5）根據(jù)制備氣體的毒性選擇尾氣吸收劑及吸收裝置。2．氣體制備實驗的操作順序(1)儀器安裝①由下到上(如制氯氣的發(fā)生裝置安裝順序是：放鐵架臺→擺酒精燈→固定鐵圈→放置石棉網(wǎng)→固定圓底燒瓶)。②從左到右(如制氯氣：發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥裝置→性質(zhì)探究或收集裝置→尾氣處理裝置(注意防倒吸)。③先塞后定(把帶導(dǎo)管的膠塞在燒瓶固定前塞好，以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊或因用力過猛而損壞儀器)。(2)加試劑順序固體先放入，液體后滴加(即先固后液)。(3)其他操作順序及連接順序⑩①先檢驗氣密性，后裝入藥品(便于在裝置漏氣時進(jìn)行調(diào)整或更換儀器)，最后點燃酒精燈(所有準(zhǔn)備工作完畢后)；②洗氣瓶：在連接導(dǎo)管時，應(yīng)長進(jìn)短出；③量氣裝置的導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)長出；④干燥管應(yīng)大口進(jìn)小口出；⑤U形管：無前后；⑥加熱玻璃管：無前后。⑦有些實驗為防倒吸，往往最后停止加熱或最后停止通氣；有些實驗為防氧化往往最后停止通氣。⑧儀器拆卸的一般過程：從右到左，自上而下，先拆主體，后拆部件。⑨凈化氣體時，一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除去無毒、無氣味的氣體，最后除去水蒸氣。⑩制備易潮解的物質(zhì)時，裝置最后要連干燥裝置。3.常見氣體的發(fā)生裝置根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件我們主要掌握以下三類氣體發(fā)生裝置：（1）固體＋固體eq\o(→,\s\up7(△))氣體：可選擇等裝置，能制備O2、NH3、CH4等;操作注意事項①試管要干燥；②試管口略低于試管底；③加熱時先預(yù)熱再固定加熱；④用KMnO4制取O2時，需在管口處塞一小團(tuán)棉花。（2）固(或液)體＋液體eq\o(→,\s\up7(△))氣體：可選擇等裝置，能制備Cl2、C2H4、NH3等;（3）固體＋液體→氣體：可選擇、、等裝置，能制備H2、NH3、CO2、O2等。4.氣體的干燥、凈化裝置(1)除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。(2)除雜原則：①不損失主體氣體；②不引入新的雜質(zhì)氣體；③在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；④先除易除的雜質(zhì)氣體。(3)氣體凈化與干燥的先后順序1)若采用溶液除雜：應(yīng)該是除雜在前，干燥在后。其原因是：氣體除雜過程中會從溶液中帶入水蒸氣，干燥劑可除去水蒸氣。如實驗室中利用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2，欲制得干燥、純凈的CO2，可先將產(chǎn)生的氣體通過飽和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl氣體，再通過濃硫酸除去水蒸氣。2)若采用加熱除雜：則一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g)，可先將混合氣體通過堿石灰，除去CO2和H2O(g)，再將從干燥管中導(dǎo)出的氣體通過裝有灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管，除去O2，即可得到干燥、純凈的N2。若將混合氣體先通過灼熱的銅網(wǎng)，因氣體中混有水蒸氣，易使硬質(zhì)玻璃管炸裂。(4)根據(jù)制備氣體及氣體雜質(zhì)的性質(zhì)選擇如下氣體凈化裝置及干燥裝置：1）液態(tài)干燥劑或除雜試劑如濃H2SO4(酸性、強氧化性)、NaOH溶液(堿性)等，可選用洗氣吸收裝置。2）固態(tài)干燥劑如無水氯化鈣(中性)、堿石灰(堿性)等，可選用干燥管或U形管吸收裝置。3）固態(tài)除雜試劑如Cu、CuO、Mg等，需加熱，可選用加熱的硬質(zhì)玻璃管吸收裝置?！咀⒁狻績艋瘹怏w遵循的原則:不損失要凈化的氣體,不引入新的雜質(zhì)氣體。5.氣體的收集方法及收集裝置根據(jù)制備氣體的水溶性及氣體的密度選擇收集方法及收集裝置：（1）排液法：難溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不與其反應(yīng)的氣體可用排液法收集，選用、等收集裝置收集。用該裝置可收集O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO、C2H2、C2H4等氣體。（2）向上排空氣法：密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體可用向上排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等氣體。（2）向下排空氣法：密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體可用向下排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集H2、NH3、CH4等氣體。6．氣體的量取裝置對難溶于水且不與水反應(yīng)的氣體,往往利用量筒或滴定管組裝如圖所示的裝置量取其體積。7.尾氣的處理(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會污染空氣或者引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害。(2)處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點燃等措施。實驗室中常見有毒氣體的處理方法如下表：Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液CuSO4溶液或NaOH溶液水水或濃硫酸點燃與O2混合后通入NaOH溶液(3)直接排空處理：主要是針對無毒、無害氣體的處理，如N2、O2、CO2等。(4)尾氣處理裝置①在水中溶解度較小的有毒氣體，多數(shù)可通入盛有某種試劑的燒杯中被吸收除去(如圖甲)，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。②某些可燃性氣體可用點燃(如圖丙)或轉(zhuǎn)化的方法除去，如CO、H2可點燃或通過灼熱的CuO除去。③某些可燃性氣體可以采用收集的方法除去(如圖丁)，如CH4、C2H4、H2、CO等。④對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應(yīng)防止倒吸，典型裝置如圖乙。常見的防倒吸裝置還有如下改進(jìn)裝置(以NH3的吸收為例，未注明的液體為水)。知識點二常見氣體典型制備系統(tǒng)舉例1.Cl2的實驗室制備2.SO2的實驗室制備3.NH3的實驗室制備知識點三裝置的改進(jìn)或創(chuàng)新1.氣體制備裝置的改進(jìn)(1)改進(jìn)的目的：用于加熱易熔化的固體物質(zhì)的分解，這樣可有效地防止固體熔化時造成液體的倒流，如草酸晶體受熱分解制取CO2氣體。(2)“固體＋液體→氣體”裝置的創(chuàng)新(3)“固(液)＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣體”裝置的創(chuàng)新圖A的改進(jìn)優(yōu)點是能控制反應(yīng)液的溫度。圖B的改進(jìn)優(yōu)點是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強相等，便于液體順利流下。2.洗氣裝置的創(chuàng)新——雙耳球吸收法如圖中，由于雙耳球上端球形容器的容積較大，能有效地防止倒吸。故該裝置既能除去氣體中的氣態(tài)雜質(zhì)，又能防止倒吸。3.集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置（1）裝置(Ⅰ)從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。（2）裝置(Ⅱ)儲氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查氣體的制備與性質(zhì)探究例1．(2023·江蘇高三二模）燃煤和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的過量排放會形成酸雨。是重要的化工原料，可作漂白劑。在接觸法制硫酸的工業(yè)中，發(fā)生的反應(yīng)為：。用下列裝置進(jìn)行制取、性質(zhì)驗證和尾氣處理，其中不能實現(xiàn)相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖茿．圖甲：制取 B．圖乙：驗證其還原性C．圖丙：驗證其漂白性 D．圖丁：尾氣處理【名師點睛】本題考查考查SO2的實驗室制備及其性質(zhì)的驗證以及尾氣處理，只要按實驗室制備常見氣體的流程進(jìn)行思考，結(jié)合SO2的的性質(zhì)就能正確解題。【變式訓(xùn)練】(2023·湖北高三其他模擬）根據(jù)裝置和下表內(nèi)的物質(zhì)(省略夾持、凈化以及尾氣處理裝置，圖1中虛線框內(nèi)的裝置是圖2)，能完成相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖沁x項a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)實驗?zāi)康?、試劑和操作實驗?zāi)康腸中的物質(zhì)進(jìn)氣方向A濃氨水堿石灰收集氨氣飽和NH4Cl溶液N→MB濃硝酸Na2SO3檢驗SO2的氧化性品紅溶液M→NC稀硝酸Cu收集NO水N→MD濃鹽酸MnO2檢驗Cl2的氧化性Na2S溶液M→N高頻考點2考查實驗儀器的連接分析與應(yīng)用例2．(2023·河北·模擬預(yù)測）已知：；的熔點為16.8℃、沸點為44.8℃。用如圖所示裝置設(shè)計實驗檢驗分解產(chǎn)物并驗證其產(chǎn)物的性質(zhì)。下列說法正確的是A．裝置連接順序是甲→丙→丁→戊→乙B．丙的作用是冷卻收集C．分解得到的紅棕色固體溶于KSCN溶液，顯紅色D．戊中溴水褪色表明有漂白性【變式訓(xùn)練】(2023·全國·高三專題練習(xí)）某課外活動小組擬在加熱條件下用鍶與氮氣反應(yīng)制取氮化鍶(Sr3N2)，用到的裝置如下圖所示，下列說法中錯誤的是ABCDA．裝置A中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為+N2↑+2H2OB．裝置的連接順序為a→b→c→f→g→d，堿石灰的作用是防止水蒸氣進(jìn)入裝置D中C．反應(yīng)開始時，應(yīng)先點燃A處的酒精燈，一段時間后再點燃D處的酒精燈D．該實驗裝置存在的缺陷是沒有尾氣處理裝置高頻考點3考查實驗儀器的作用與實驗評價例3．(2023·河南·三模）用如圖裝置測定水中氫氧元素的質(zhì)量比，其方法是分別測定通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差和U形管的質(zhì)量差，實驗測得m(H)：m(O)>1：8，下列對導(dǎo)致這一結(jié)果的原因的分析中，一定錯誤的是A．I、II裝置之間缺少干燥裝置 B．CuO沒有全部被還原C．II裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝 D．III裝置后缺少干燥裝置【變式訓(xùn)練】(2023·福建三明·三模）1-溴丁烷是密度比水大、難溶于水的無色液體，常用作有機合成的烷基化試劑。將濃硫酸、NaBr固體、1-丁醇混合加熱回流后，再經(jīng)洗滌→干燥→蒸餾獲得純品。實驗中涉及如下裝置(部分夾持和加熱裝置省略)：下列說法錯誤的是A．圖中所示兩處冷凝管中冷凝水方向均為從a口進(jìn)b口出B．氣體吸收裝置的作用是吸收HBr等有毒氣體C．濃硫酸的作用是作反應(yīng)物、催化劑等D．洗滌時，經(jīng)“水洗→堿洗(溶液)→水洗”可除去大部分雜質(zhì)高頻考點4考查氣體制備裝置的創(chuàng)新應(yīng)用例4.實驗的探究和創(chuàng)新是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。某?；瘜W(xué)實驗小組為了探究SO2和Cl2(水溶液)的漂白性實驗，設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置：(1)儀器a的名稱是_______________________。(2)他們制備SO2的反應(yīng)原理為，根據(jù)反應(yīng)特點，制備SO2應(yīng)選用上圖中的_________裝置。(填A(yù)或E)(3)在制備Cl2時他們使用了濃鹽酸，結(jié)合另一發(fā)生裝置的特點，請你寫出制備Cl2的反應(yīng)方程式__________________________，該反應(yīng)在含4mol濃鹽酸的反應(yīng)體系中充分反應(yīng)，生成的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___________22.4L。(填“>”或“＜”或“=”)(4)反應(yīng)開始后，發(fā)現(xiàn)B、D兩支試管中的品紅溶液都褪色，停止通氣后，分別加熱兩支試管中的液體，B試管中的現(xiàn)象是_______________。(5)C燒杯中NaOH溶液的作用是_________________。(6)該小組同學(xué)將兩種氣體混合后通入品紅溶液，一段時間后，品紅溶液幾乎不褪色。查閱資料得知：兩種氣體按體積比1:1混合，再與水反應(yīng)可生成兩種常見的酸，因而失去漂白作用，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________。【名師點睛】本題考查SO2和Cl2的實驗室制備及其性質(zhì)的驗證，傳統(tǒng)的方法是分別實驗，只能分別記錄現(xiàn)象再進(jìn)行對比，不夠直觀，面本題進(jìn)行了操作方法的創(chuàng)新，兩種氣體同時制備并驗證其性質(zhì)，現(xiàn)象對比直觀，且尾氣同時處理，體現(xiàn)了創(chuàng)新精神?！咀兪接?xùn)練】化學(xué)實驗有助于理解化學(xué)知識，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力。（1）查閱資料可知：2KMnO4+16HCl（濃）═2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+2H2O。某同學(xué)設(shè)計圖1所示裝置來制備純凈、干燥的氯氣，其中實驗裝置或試劑有錯誤的是（_____）A．①②B．②C．②③D．①③（2）將圖1裝置修改正確后，虛框④是收集Cl2的裝置，請從圖2中選用合適的裝置__。（3）將制得的Cl2進(jìn)行性質(zhì)實驗，裝置如圖3所示（加熱裝置省略），請回答以下問題。①裝置E中可觀察到________________；反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。②裝置F在反應(yīng)中的作用是_____________。A．收集Cl2B．防止倒吸C．混合氣體③裝置G所得的溶液中具有漂白性的分子是____，將G所得飽和溶液置于光照下一段時間，溶液中大量減少的粒子有（除H2O分子外）______。（至少寫2種）④裝置H的作用_______________。（4）工業(yè)漂白粉常用Cl2與石灰乳反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為_________________。家庭使用漂白粉時，為了增強漂白性可滴加的用品是____________。專題講座（四）常見氣體的實驗室制備、凈化和收集目錄第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準(zhǔn)記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查氣體的制備與性質(zhì)探究高頻考點2考查實驗儀器的連接分析與應(yīng)用高頻考點3考查實驗儀器的作用與實驗評價高頻考點4考查氣體制備裝置的創(chuàng)新應(yīng)用正文第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準(zhǔn)記憶知識點一常見氣體的制備1．氣體制備實驗的基本思路（1）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇氣體發(fā)生裝置;（2）根據(jù)制備氣體及氣體雜質(zhì)的性質(zhì)選擇氣體凈化裝置;（3）根據(jù)制備氣體的性質(zhì)選擇干燥劑及干燥裝置;（4）根據(jù)制備氣體的水溶性及氣體的密度選擇收集方法及收集裝置;（5）根據(jù)制備氣體的毒性選擇尾氣吸收劑及吸收裝置。2．氣體制備實驗的操作順序(1)儀器安裝①由下到上(如制氯氣的發(fā)生裝置安裝順序是：放鐵架臺→擺酒精燈→固定鐵圈→放置石棉網(wǎng)→固定圓底燒瓶)。②從左到右(如制氯氣：發(fā)生裝置→除雜裝置→干燥裝置→性質(zhì)探究或收集裝置→尾氣處理裝置(注意防倒吸)。③先塞后定(把帶導(dǎo)管的膠塞在燒瓶固定前塞好，以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊或因用力過猛而損壞儀器)。(2)加試劑順序固體先放入，液體后滴加(即先固后液)。(3)其他操作順序及連接順序⑩①先檢驗氣密性，后裝入藥品(便于在裝置漏氣時進(jìn)行調(diào)整或更換儀器)，最后點燃酒精燈(所有準(zhǔn)備工作完畢后)；②洗氣瓶：在連接導(dǎo)管時，應(yīng)長進(jìn)短出；③量氣裝置的導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)長出；④干燥管應(yīng)大口進(jìn)小口出；⑤U形管：無前后；⑥加熱玻璃管：無前后。⑦有些實驗為防倒吸，往往最后停止加熱或最后停止通氣；有些實驗為防氧化往往最后停止通氣。⑧儀器拆卸的一般過程：從右到左，自上而下，先拆主體，后拆部件。⑨凈化氣體時，一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除去無毒、無氣味的氣體，最后除去水蒸氣。⑩制備易潮解的物質(zhì)時，裝置最后要連干燥裝置。3.常見氣體的發(fā)生裝置根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件我們主要掌握以下三類氣體發(fā)生裝置：（1）固體＋固體eq\o(→,\s\up7(△))氣體：可選擇等裝置，能制備O2、NH3、CH4等;操作注意事項①試管要干燥；②試管口略低于試管底；③加熱時先預(yù)熱再固定加熱；④用KMnO4制取O2時，需在管口處塞一小團(tuán)棉花。（2）固(或液)體＋液體eq\o(→,\s\up7(△))氣體：可選擇等裝置，能制備Cl2、C2H4、NH3等;（3）固體＋液體→氣體：可選擇、、等裝置，能制備H2、NH3、CO2、O2等。4.氣體的干燥、凈化裝置(1)除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性。(2)除雜原則：①不損失主體氣體；②不引入新的雜質(zhì)氣體；③在密閉裝置內(nèi)進(jìn)行；④先除易除的雜質(zhì)氣體。(3)氣體凈化與干燥的先后順序1)若采用溶液除雜：應(yīng)該是除雜在前，干燥在后。其原因是：氣體除雜過程中會從溶液中帶入水蒸氣，干燥劑可除去水蒸氣。如實驗室中利用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2，欲制得干燥、純凈的CO2，可先將產(chǎn)生的氣體通過飽和NaHCO3溶液，除去混入其中的HCl氣體，再通過濃硫酸除去水蒸氣。2)若采用加熱除雜：則一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g)，可先將混合氣體通過堿石灰，除去CO2和H2O(g)，再將從干燥管中導(dǎo)出的氣體通過裝有灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管，除去O2，即可得到干燥、純凈的N2。若將混合氣體先通過灼熱的銅網(wǎng)，因氣體中混有水蒸氣，易使硬質(zhì)玻璃管炸裂。(4)根據(jù)制備氣體及氣體雜質(zhì)的性質(zhì)選擇如下氣體凈化裝置及干燥裝置：1）液態(tài)干燥劑或除雜試劑如濃H2SO4(酸性、強氧化性)、NaOH溶液(堿性)等，可選用洗氣吸收裝置。2）固態(tài)干燥劑如無水氯化鈣(中性)、堿石灰(堿性)等，可選用干燥管或U形管吸收裝置。3）固態(tài)除雜試劑如Cu、CuO、Mg等，需加熱，可選用加熱的硬質(zhì)玻璃管吸收裝置?！咀⒁狻績艋瘹怏w遵循的原則:不損失要凈化的氣體,不引入新的雜質(zhì)氣體。5.氣體的收集方法及收集裝置根據(jù)制備氣體的水溶性及氣體的密度選擇收集方法及收集裝置：（1）排液法：難溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不與其反應(yīng)的氣體可用排液法收集，選用、等收集裝置收集。用該裝置可收集O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、NO、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO、C2H2、C2H4等氣體。（2）向上排空氣法：密度大于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體可用向上排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等氣體。（2）向下排空氣法：密度小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體可用向下排空氣法收集，選用等收集裝置收集。用該裝置可收集H2、NH3、CH4等氣體。6．氣體的量取裝置對難溶于水且不與水反應(yīng)的氣體,往往利用量筒或滴定管組裝如圖所示的裝置量取其體積。7.尾氣的處理(1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會污染空氣或者引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害。(2)處理方法：一般根據(jù)氣體的相關(guān)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點燃等措施。實驗室中常見有毒氣體的處理方法如下表：Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONONaOH溶液CuSO4溶液或NaOH溶液水水或濃硫酸點燃與O2混合后通入NaOH溶液(3)直接排空處理：主要是針對無毒、無害氣體的處理，如N2、O2、CO2等。(4)尾氣處理裝置①在水中溶解度較小的有毒氣體，多數(shù)可通入盛有某種試劑的燒杯中被吸收除去(如圖甲)，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。②某些可燃性氣體可用點燃(如圖丙)或轉(zhuǎn)化的方法除去，如CO、H2可點燃或通過灼熱的CuO除去。③某些可燃性氣體可以采用收集的方法除去(如圖丁)，如CH4、C2H4、H2、CO等。④對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應(yīng)防止倒吸，典型裝置如圖乙。常見的防倒吸裝置還有如下改進(jìn)裝置(以NH3的吸收為例，未注明的液體為水)。知識點二常見氣體典型制備系統(tǒng)舉例1.Cl2的實驗室制備2.SO2的實驗室制備3.NH3的實驗室制備知識點三裝置的改進(jìn)或創(chuàng)新1.氣體制備裝置的改進(jìn)(1)改進(jìn)的目的：用于加熱易熔化的固體物質(zhì)的分解，這樣可有效地防止固體熔化時造成液體的倒流，如草酸晶體受熱分解制取CO2氣體。(2)“固體＋液體→氣體”裝置的創(chuàng)新(3)“固(液)＋液eq\o(→,\s\up7(△))氣體”裝置的創(chuàng)新圖A的改進(jìn)優(yōu)點是能控制反應(yīng)液的溫度。圖B的改進(jìn)優(yōu)點是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強相等，便于液體順利流下。2.洗氣裝置的創(chuàng)新——雙耳球吸收法如圖中，由于雙耳球上端球形容器的容積較大，能有效地防止倒吸。故該裝置既能除去氣體中的氣態(tài)雜質(zhì)，又能防止倒吸。3.集氣裝置的創(chuàng)新——排液集氣裝置（1）裝置(Ⅰ)從a管進(jìn)氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。①飽和食鹽水——收集Cl2。②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。③飽和NaHS溶液——收集H2S。④四氯化碳——收集HCl或NH3。（2）裝置(Ⅱ)儲氣式集氣。氣體從橡膠管進(jìn)入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查氣體的制備與性質(zhì)探究例1．(2023·江蘇高三二模）燃煤和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的過量排放會形成酸雨。是重要的化工原料，可作漂白劑。在接觸法制硫酸的工業(yè)中，發(fā)生的反應(yīng)為：。用下列裝置進(jìn)行制取、性質(zhì)驗證和尾氣處理，其中不能實現(xiàn)相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖茿．圖甲：制取 B．圖乙：驗證其還原性C．圖丙：驗證其漂白性 D．圖丁：尾氣處理【解析】A．濃硫酸與銅反應(yīng)制取二氧化硫需加熱，則圖甲能實現(xiàn)，故A不選；B．二氧化硫能與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則圖乙可實現(xiàn)，故B不選；C．二氧化硫為酸性氧化物，能與堿反應(yīng)生成鹽和水，所以二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液褪色，則未體現(xiàn)其漂白性，故丙圖不能達(dá)到實驗?zāi)康?，故選C；D．為防止二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)發(fā)生倒吸現(xiàn)象，則應(yīng)鏈接倒扣漏斗或者其他防倒吸裝置來對二氧化硫進(jìn)行尾氣處理，則丁圖能實現(xiàn)實驗?zāi)康模蔇不選；答案選C【答案】C【名師點睛】本題考查考查SO2的實驗室制備及其性質(zhì)的驗證以及尾氣處理，只要按實驗室制備常見氣體的流程進(jìn)行思考，結(jié)合SO2的的性質(zhì)就能正確解題?！咀兪接?xùn)練】(2023·湖北高三其他模擬）根據(jù)裝置和下表內(nèi)的物質(zhì)(省略夾持、凈化以及尾氣處理裝置，圖1中虛線框內(nèi)的裝置是圖2)，能完成相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖沁x項a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)實驗?zāi)康?、試劑和操作實驗?zāi)康腸中的物質(zhì)進(jìn)氣方向A濃氨水堿石灰收集氨氣飽和NH4Cl溶液N→MB濃硝酸Na2SO3檢驗SO2的氧化性品紅溶液M→NC稀硝酸Cu收集NO水N→MD濃鹽酸MnO2檢驗Cl2的氧化性Na2S溶液M→N【解析】A．濃氨水與堿石灰不加熱可以制取氨氣，但NH3極易溶于水，在c中收集不到NH3，故A不符合題意；B．濃HNO3有強氧化性，Na2SO3有強還原性，濃HNO3與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不產(chǎn)生SO2，故B不符合題意；C．稀HNO3與Cu反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體，NO不溶于水，用排液法收集，短進(jìn)長出，即N進(jìn)M出，故C符合題意；D．濃鹽酸與MnO2反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生反應(yīng)，生成Cl2，圖中缺少酒精燈，故D不符合題意；答案為C。【答案】C高頻考點2考查實驗儀器的連接分析與應(yīng)用例2．(2023·河北·模擬預(yù)測）已知：；的熔點為16.8℃、沸點為44.8℃。用如圖所示裝置設(shè)計實驗檢驗分解產(chǎn)物并驗證其產(chǎn)物的性質(zhì)。下列說法正確的是A．裝置連接順序是甲→丙→丁→戊→乙B．丙的作用是冷卻收集C．分解得到的紅棕色固體溶于KSCN溶液，顯紅色D．戊中溴水褪色表明有漂白性【解析】A．甲為高溫分解裝置，乙為氣體吸收裝置，丙為冷卻裝置，丁為檢驗裝置，戊為驗證性質(zhì)裝置，根據(jù)已知中熔點為16.8℃、沸點為44.8℃，則丙可以將冷卻下來，既證明有存在，又實現(xiàn)了和的分離，然后檢驗，驗證的性質(zhì)，因此裝置的連接順序為甲→丙→丁→戊→乙，故A選項正確；B．根據(jù)已知中熔點為16.8℃、沸點為44.8℃，則丙可以將冷卻下來，所以丙的作用是冷卻收集，故B選項正確；C．氧化鐵不溶于KSCN溶液，應(yīng)先將紅棕色固體溶于鹽酸，再加KSCN溶液，C項錯誤；D．戊中溴水褪色，表明有還原性，發(fā)生的反應(yīng)為：，故D選項錯誤。故選AB選項?！敬鸢浮緼B【變式訓(xùn)練】(2023·全國·高三專題練習(xí)）某課外活動小組擬在加熱條件下用鍶與氮氣反應(yīng)制取氮化鍶(Sr3N2)，用到的裝置如下圖所示，下列說法中錯誤的是ABCDA．裝置A中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為+N2↑+2H2OB．裝置的連接順序為a→b→c→f→g→d，堿石灰的作用是防止水蒸氣進(jìn)入裝置D中C．反應(yīng)開始時，應(yīng)先點燃A處的酒精燈，一段時間后再點燃D處的酒精燈D．該實驗裝置存在的缺陷是沒有尾氣處理裝置【解析】A．裝置A中，NH4Cl和NaNO2反應(yīng)制備N2，反應(yīng)的離子方程式為+N2↑+2H2O，A正確；B．Sr3N2遇水劇烈反應(yīng)，故實驗中需要使用干燥的N2和Sr反應(yīng)制備Sr3N2，且要防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入到裝置D中，故該實驗的裝置連接順序為A→B→D→C，導(dǎo)管口的連接順序為a→b→c→f→g→d，C中堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置D中，B正確；C．反應(yīng)開始時，應(yīng)先點燃A處的酒精燈，一段時間后，空氣被趕出裝置，再點燃D處酒精燈，C正確；D．該實驗產(chǎn)生的N2無毒，不需要尾氣處理裝置，D錯誤；故選D。【答案】D高頻考點3考查實驗儀器的作用與實驗評價例3．(2023·河南·三模）用如圖裝置測定水中氫氧元素的質(zhì)量比，其方法是分別測定通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差和U形管的質(zhì)量差，實驗測得m(H)：m(O)>1：8，下列對導(dǎo)致這一結(jié)果的原因的分析中，一定錯誤的是A．I、II裝置之間缺少干燥裝置 B．CuO沒有全部被還原C．II裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝 D．III裝置后缺少干燥裝置【解析】根據(jù)題意，氧元素的質(zhì)量=通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差，氫元素的質(zhì)量=通氫氣前后U形管的質(zhì)量差(水的質(zhì)量)-氧元素的質(zhì)量；A．I、II裝置之間缺少干燥裝置，U形管中吸收水的質(zhì)量偏大，則測得氫元素的質(zhì)量偏大，m(H)：m(O)>1：8，故不選A；B．CuO沒有全部被還原，U形管中吸收的水中氧元素完全來自氧化銅，不影響水中氫氧元素的質(zhì)量比，故選B；C．II裝置中玻璃管內(nèi)有水冷凝，通氫氣前后玻璃管的質(zhì)量差變小，則測得氧元素的質(zhì)量偏小，m(H)：m(O)>1：8，故不選C；D．III裝置后缺少干燥裝置，U形管中吸收水的質(zhì)量偏大，則測得氫元素的質(zhì)量偏大，m(H)：m(O)>1：8，故不選D；選B?！敬鸢浮緽【變式訓(xùn)練】(2023·福建三明·三模）1-溴丁烷是密度比水大、難溶于水的無色液體，常用作有機合成的烷基化試劑。將濃硫酸、NaBr固體、1-丁醇混合加熱回流后，再經(jīng)洗滌→干燥→蒸餾獲得純品。實驗中涉及如下裝置(部分夾持和加熱裝置省略)：下列說法錯誤的是A．圖中所示兩處冷凝管中冷凝水方向均為從a口進(jìn)b口出B．氣體吸收裝置的作用是吸收HBr等有毒氣體C．濃硫酸的作用是作反應(yīng)物、催化劑等D．洗滌時，經(jīng)“水洗→堿洗(溶液)→水洗”可除去大部分雜質(zhì)【解析】A．回流裝置中的冷凝管中的冷凝水為a口進(jìn)b口出，蒸餾裝置中的冷凝管中的冷凝水為b口進(jìn)a口出，故A錯誤；B．反應(yīng)過程中產(chǎn)生有毒的HBr，需要進(jìn)行尾氣處理，由于HBr極易溶于水，所以用較大容積的干燥管防倒吸，故B正確；C．該反應(yīng)的反應(yīng)原理是濃硫酸與NaBr發(fā)生反應(yīng)生成HBr，HBr與1-丁醇在濃硫酸的作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成1-溴丁烷和水，故濃硫酸的作用是作反應(yīng)物、催化劑等，故C正確；D．分液漏斗中要先進(jìn)行水洗分液除去HBr和大部分1-丁醇，再用飽和溶液洗滌除去剩余的酸后分液，最后用水洗分液除去過量的等殘留物，故D正確；故選A。【答案】A高頻考點4考查氣體制備裝置的創(chuàng)新應(yīng)用例4.實驗的探究和創(chuàng)新是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。某?；瘜W(xué)實驗小組為了探究SO2和Cl2(水溶液)的漂白性實驗，設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置：

(1)儀器a的名稱是_______________________。(2)他們制備SO2的反應(yīng)原理為，根據(jù)反應(yīng)特點，制備SO2應(yīng)選用上圖中的_________裝置。(填A(yù)或E)(3)在制備Cl2時他們使用了濃鹽酸，結(jié)合另一發(fā)生裝置的特點，請你寫出制備Cl2的反應(yīng)方程式__________________________，該反應(yīng)在含4mol濃鹽酸的反應(yīng)體系中充分反應(yīng)，生成的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___________22.4L。(填“>”或“＜”或“=”)(4)反應(yīng)開始后，發(fā)現(xiàn)B、D兩支試管中的品紅溶液都褪色，停止通氣后，分別加熱兩支試管中的液體，B試管中的現(xiàn)象是_______________。(5)C燒杯中NaOH溶液的作用是_________________。(6)該小組同學(xué)將兩種氣體混合后通入品紅溶液，一段時間后，品紅溶液幾乎不褪色。查閱資料得知：兩種氣體按體積比1:1混合，再與水反應(yīng)可生成兩種常見的酸，因而失去漂白作用，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________?！敬鸢浮?1)分液漏斗(2)A(3)＜(4)溶液由無色變?yōu)榧t色(5)尾氣處理，或吸收多余的SO2和C12(6)【解析】(1)由儀器a的構(gòu)造可知a為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；(2)由制備原理可知制備二氧化硫常溫下即可實現(xiàn)，選用裝置A，故答案為：A；(3)實驗室制取氯氣所用藥品是固體和液體，反應(yīng)條件是加熱，所以應(yīng)選用E裝置，實驗室制取氯氣的反應(yīng)方程式為：；隨反應(yīng)的進(jìn)行鹽酸的濃度降低，而稀鹽酸不能與二氧化錳反應(yīng)制氯氣，因此含4mol濃鹽酸的反應(yīng)體系中實際反應(yīng)的HCl的量小于4mol，則產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量小于1mol，標(biāo)況下的體積小于22.4L；故答案為：；<；(4)氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，二氧化硫以及次氯酸都具有漂白性，可使品紅褪色，次氯酸的漂白性是利用次氯酸的強氧化性，二氧化硫的漂白性是利用二氧化硫和有色物質(zhì)生成無色物質(zhì)，次氯酸的漂白性是永久性的，二氧化硫的漂白性是暫時的；加熱時，次氯酸漂白過的溶液無變化，二氧化硫和有色物質(zhì)生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定，加熱時能重新變成紅色，故答案為：溶液由無色變?yōu)榧t色；(5)氯氣和二氧化硫有毒，不能排放到空氣中，但氯氣和二氧化硫都和堿反應(yīng)，所以裝置C的作用是吸收多余的氯氣和二氧化硫，故答案為：尾氣處理，或吸收多余的SO2和Cl2；(6)氯氣有強氧化性，二氧化硫有還原性，二者能按1：1發(fā)生氧化還原反應(yīng)：生成無漂白性的H2SO4和HCl，故答案為：?！久麕燑c睛】本題考查SO2和Cl2的實驗室制備及其性質(zhì)的驗