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第46讲
气体的制备和物质的检验
2025：基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座
2025
2024广东卷－8题 气体的制备、净化、收集和性质验证。
2024年——气体的制备和物质的检验考向考点统计
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一、常见气体制备的反应原理
气体名称 实验室反应原理（区别于工业制法） 收集方法
氯气(Cl2) MnO2+4HCl(浓) Mn Cl2+Cl2↑+2H2O 向上排空气法、排饱和食盐水法
氨气(NH3) 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 向下排空气法
二氧化硫(SO2) Na2SO3+H2SO4 (浓) Na2SO4+SO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHSO3溶液
乙烯 C2H5OH C2H4 ↑+H2O 排水法
乙炔(C2H2) CaC2+2H2O = Ca(OH)2+C2H2↑ 排水法
氧气(O2) 2KClO3 2 KCl+3O2↑，2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 排水法、向上排空气法
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
一、常见气体制备的反应原理
气体名称 实验室反应原理 收集方法
二氧化碳(CO2) CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHCO3溶液
氢气(H2) Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 排水法、向下排空气法
硫化氢(H2S) FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑，FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑ 向上排空气法、排饱和NaHS溶液
二氧化氮(NO2) Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 向上排空气法
一氧化氮(NO) Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 排水法
氯化氢(HCl) NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+2HCl↑ 向上排空气法
二、常见气体制备的装置
(1)装置的选择：
由反应物的状态，反应条件和所制备气体的性质、量的多少决定
(2)加热操作要求
①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
②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
二、常见气体制备的装置
固液加热
固液不加热
固固加热
可用于制备O2、NH3、CH4
不宜伸入试管过长
中上部
要点及注意事项：
（1）试管口应略__________
（2）试管夹夹在试管的_______
（3）导管___________________，否则会妨碍气体的导出。
（4）粉末状固体应在试管口处
___________，以免粉末随气流
冲出堵塞导管；收集氨气的试管
口：_______________________。
向下倾斜
放一团棉花
防止对流，提高氨气纯度
二、常见气体制备的装置
固液加热
固液不加热
固固加热
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。
二、常见气体制备的装置
固液加热
固液不加热
固固加热
可用于制备Cl2、HCl
平衡气压
便于滴下液体
控制
反应温度
装置实现下列目的
①加热易暴沸液体时为防止液体暴沸；
②防止液体难以滴下；
③ 准确把握加热的温度；
固液加热
固液不加热
固固加热
可用于制备H2、CO2、NH3、H2S、O2、NO、NO2等
控制反应
逐滴加入液体
控制反应
固液分离
启普发生器使用范围：
①块状固体与液体不加热
②生成气体在水中的溶解度不大且不跟水反应
③反应不能太剧烈
二、常见气体制备的装置
三、常见气体净化装置
洗气瓶
干燥管
硬质玻璃管
三、常见气体净化装置
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。
CO2气体中含有少量SO2,欲得到干燥纯净的CO2,通过如图所示的洗气瓶,(1)、(2)两瓶中所装的试剂应该是(　　)
A.(1)NaOH　 (2)浓H2SO4
B.(1)浓H2SO4　 (2)NaOH
C.(1)饱和NaHCO3　(2)浓H2SO4
D.(1)浓H2SO4　(2)Na2CO3
C
气体 所含杂质 净化剂 净化装置
Cl2 HCl 饱和食盐水 洗气瓶
乙烯 SO2、CO2 氢氧化钠溶液或碱石灰
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
H2 HCl 水或氢氧化钠溶液
SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液
CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液
乙烷 乙烯 溴水
O2 Cl2 氢氧化钠溶液
CO CO2 氢氧化钠溶液
氨气 H2O 碱石灰 干燥管
乙烯 SO2、CO2 碱石灰
CO CO2、H2O 碱石灰
N2 O2 灼热的铜网 硬质玻璃管
CO2 O2 灼热的铜网
CO2 CO 灼热的氧化铜
四、气体干燥的装置
类型 液体干燥剂 固体干燥剂 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 氨气、硫化氢、溴化氢、碘化氢等 氨气 氯气、硫化氢、氯化氢、二氧化硫、二氧化碳等
五、气体收集装置
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或难溶于水 与空气不反应且密度比空气的大 与空气不反应且密度比空气的小
收集装置
适用的气体 H2、O2、NO、CH4、C2H4等 Cl2、CO2、NO2、SO2 H2、NH3
六、气体检验
(1)可燃性气体的检验
CH4：火焰呈淡蓝色，产物是CO和水
H2：火焰呈淡蓝色,产物只有水
CO：火焰呈蓝色,产物只有CO
C2H4：①束焰明亮,伴随浓烈的黑烟 ②可使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
六、气体检验
（2）酸性气体的检验
CO ：①通人澄清的石灰水中变浑浊②可使燃着的木条熄灭
SO ：①无色、有刺激性气味②通入品红溶液,红色褪去,再加热又出现红色
HCl：①无色、有刺激性气味②遇蘸有浓氨水的玻璃棒产生白烟
（3）NH3的检验
①无色、有刺激性气体
②遇蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟
③可使湿润的红色石蕊试纸变蓝(常用方法)
（4）NO的检验
遇空气变为红棕色
（5）Cl
①黄绿色、有刺激性气体
②可使湿润的有色布条褪色
③可使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝
（6）NO
①红棕色、有刺激性气体
②溶于水,所得溶液无色,能使紫色石蕊试液变红
③可使湿润的淀粉- KI试纸变蓝
七、离子检验
①颜色的变化。如红褐色沉淀，黄色固体，蓝色溶液，血红色溶液，浅绿色溶液，黄色溶液，红棕色液体，黄绿色气体，红棕色气体，pH试纸变红等。
②状态的变化：如有沉淀、气泡、液体分层等现象产生。
③气味的变化：无味、刺激性气味，臭鸡蛋气味，烧焦羽毛的气味
重要离子的检验
1.铵盐中NH4+的检验
【主要思路】将铵盐中NH4+转化成NH3来检验。
【实验原理】NH4++OH- NH3↑+H2O
【操作、现象和结论】取未知溶液于一支干净的试管中（若是固体则取未知物于一只干净试管中），加入适量浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口。若试纸变蓝，则原物质中含NH4+；反之，则原物质中不含NH4+。
备注：理论上本实验也可以用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近管口，看是否冒白烟来检验NH3，但污染较大，一般不用。
2.铝盐中Al3+的检验
Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
【主要思路】利用Al3+与强碱反应，强碱的用量不同，反应产物不同，从而导致实验现象不同。
【实验原理】Al3+——Al(OH)3——AlO2-。
【操作、现象和结论】取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液），逐滴加入NaOH溶液，边滴边震荡试管。若先生成白色胶状物质，后该物质溶解得到澄清溶液，则原物质中含Al3+，反之，则原物质中不含Al3+
3.铁盐中Fe3+的检验
方法一：利用络合反应实验检验Fe3+
【主要思路】Fe3+与KSCN溶液或苯酚溶液在发生络合反应时有明显的颜色变化。
【实验原理】Fe3+与KSCN溶液反应生成红色物质，Fe3+与苯酚溶液反应生成紫色物质。
【操作、现象和结论】
①取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红则原物质中含有Fe3+；反之，则原物质中不含Fe3+。
②取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入几滴苯酚溶液，若溶液出现紫色则原物质中含有Fe3+；反之，则原物质中不含Fe3+。
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 （红色溶液）
Fe3+ 遇到苯酚生成紫色物质
方法二：利用其氧化性实验检验Fe3+
【主要思路】Fe3+与某些还原性物质反应，产生明显的实验现象。
【实验原理】Fe3+与能氧化I-，生成I2；Fe3+与能氧化S2-，生成硫单质等。
【操作、现象和结论】
①取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入适量淀粉KI溶液，若溶液变蓝则原物质中含有Fe3+；反之，则原物质中不含Fe3+。
②取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入氢硫酸溶液，若有淡黄色物质生成则原物质中含有Fe3+；反之，则原物质中不含Fe3+。
2Fe3++2I-=I2+2Fe2+（淀粉遇碘变蓝）
2Fe3++H2S=S↓+2Fe2+（溶液变浑浊）
3.铁盐中Fe3+的检验
4.亚铁盐中Fe2+的检验
方法一：利用沉淀反应实验检验Fe2+
【主要思路】Fe2+与碱溶液或K3Fe(CN)6时有有色沉淀生成。
【实验原理】Fe2+与碱溶液在空气中反应时生成白色絮状Fe(OH)2沉淀迅速变成灰绿色最终变成红褐色Fe(OH)3沉淀；而Fe2+与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀Fe3[(Fe(CN)6]2。
【操作、现象和结论】
①取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入适量NaOH溶液，若生成白色絮状沉淀在空气中迅速变成灰绿色最后变成红褐色，则原物质中含有Fe2+；反之，则原物质中不含Fe2+。
②取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入适量铁氰化钾溶液，若有蓝色沉淀出现则原物质中含有Fe2+；反之，则原物质中不含Fe2+。
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 =4Fe(OH)3
3 Fe2++2Fe(CN)63-=Fe3[(Fe(CN)6]2↓
方法二：利用其还原性实验检验Fe2+
【主要思路】Fe2+与某些有色氧化剂反应，产生明显的实验现象
【实验原理】Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色；
【操作、现象和结论】
①取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入少量酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾溶液褪色则原物质中含有Fe2+；反之，则原物质中不含Fe2+。
②取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液）滴入少量溴水，若溴水褪色则原物质中含有Fe2+；反之，则原物质中不含Fe2+。
值得注意的是：还原性离子不止亚铁离子，具体问题要具体分析
方法三：将Fe2+氧化成Fe3+来检验
【主要思路】在排除了无Fe3+时，将Fe2+氧化成Fe3+检验
【实验原理】Fe2+遇到KSCN溶液时没有明显现象，当加入合适的氧化剂将其氧化成Fe3+时，溶液立刻变成红色；
【操作、现象和结论】取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液），若先滴入几滴KSCN溶液没有明显变化，后滴入适量过氧化氢、硝酸或氯水溶液等氧化剂时立刻出现红色，则原物质中含有Fe2+；反之，则原物质中不含Fe2+。总之，先加检测剂KSCN（排除无Fe3+）后加氧化剂的原则。
值得注意：必须先加检测剂（KSCN），后加氧化剂
5.卤素离子X-（Cl-、Br-、I-)的检验
【主要思路】将卤素离子X-（Cl-、Br-、I-)转化成AgX沉淀，根据沉淀的颜色判断卤素离子的种类。
【实验原理】用稀硝酸排除了CO32-、OH-等离子的干扰后，加入硝酸银发生反应：X-+Ag+=AgX↓,（AgCl—白色，AgBr——浅黄色，AgI——黄色）且生成的沉淀不溶于过量的稀硝酸。
【操作、现象和结论】取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液），先滴入适当过量的稀硝酸，后滴入硝酸银溶液。若生成白色沉淀，则原物质中含有Cl-；反之，则原物质中不含Cl-；若生成浅黄色沉淀，则原物质中含有Br-；反之，则原物质中不含Br-；若生成黄色沉淀，则原物质中含有I-；反之，则原物质中不含I-。
值得注意：1.加HNO3排除CO32-、OH-离子的干扰
2.HNO3不能换成H2SO4
【主要思路】将SO42-转化成白色沉淀硫酸钡来检验
【实验原理】用稀盐酸排除了CO32-、SO32-、Ag+等的干扰后，用氯化钡将其转化成硫酸钡沉淀来检验
【操作、现象和结论】取未知溶液于一支干净的试管中（如果是固体则取未知样品于一只干净试管中配成澄清溶液），若先滴入适当过量的稀盐酸无明显现象，后滴入氯化钡溶液生成白色沉淀。则原物质中含有SO42-；反之，则原物质中不含SO42-。
6.可溶性硫酸盐中SO42-的检验
值得注意：
1.必须先加稀盐酸排除了CO32-、SO32-、Ag+等的干扰
2.稀盐酸不能换成稀HNO3
7.SO32-和S2-离子的检验
SO32-离子的检验：主要利用其两大性质
1.它具有还原性能使有色强氧化剂如溴水、酸性高锰酸钾溶液等褪色；
2.它对应的SO2有漂白性，能使品红溶液褪色，故可以将其加入非氧化性强酸将转化成SO2气体来检验。
S2-离子的检验：利用其三大性质。
1.其化合价处于最低价态，有较强的还原性，遇氧化剂易生成难溶于水的硫单质，使溶液变浑浊；
2.它与重金属盐如Cu2+、Pb2+等都容易生成黑色难溶于水的固体；
3.它遇到白色醋酸铅试纸生成黑色PbS难溶固体，可用湿润的醋酸铅试纸检验H2S气体或S2-离子。
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√
例1．（2024·广东8）1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
√
例2.（2023江苏3）实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是
√
√
例3.（2023广东4）1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是

A. 图1：喷泉实验 B．图2：干燥NH3
C．图3：收集NH3 D．图4：制备NH3
例4．（2021·全国乙卷2题）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
例5.（2021·全国高考甲卷3题）实验室制备下列气体的方法可行的是
气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
√
例6．（2020·新课标Ⅰ3题）下列气体去除杂质的方法中，不能实
现目的的是
气体(杂质) 方法
A SO2(H2S) 通过酸性高锰酸钾溶液
B Cl2(HCl) 通过饱和的食盐水
C N2(O2) 通过灼热的铜丝网
D NO(NO2) 通过氢氧化钠溶液
√
例7．(2022·广东卷·8)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
√
例8. （2022年河北卷5题）下列图示装置不能达到实验目的的是
A. 装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2
B. 装置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C. 装置丙验证铁的吸氧腐蚀
D. 装置丁实验室制备少量NH3
√
例9．（2022年江苏卷4题）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
√
例10．（2022高考题浙江1月24题节选）下列方案设计、现象和结论有是否正确
目的 方案设计 现象和结论
检验硫酸厂周边空气中是否含有二氧化硫 用注射器多次抽取空气，慢慢注入盛有酸性KMnO4稀溶液的同一试管中，观察溶液颜色变化 溶液不变色，说明空气中不含二氧化硫
√
例11．（2021·河南郑州市三模）某小组按如图装置探究氯气和双氧水的反应。将注射器中的浓盐酸注入试管中，在盛NaOH溶液的试管中收集到无色气体，该气体可以使带火星的木条复燃。下列说法错误的是
A．饱和食盐水的作用是
除去氯气中的HCl
B．NaOH溶液不可以用水代替
C．由反应H2O2+Cl2=2HCl+O2
可证明非金属性：Cl>O
D．仅根据此实验现象
无法证明一定是氯气氧化了H2O2
√
例12．（2022·湖南卷11节选）下列离子方程式是否正确的是
B．用醋酸和淀粉KI溶液检验加碘盐中的IO3-：
错误
例10．（2020新课标Ⅱ2题）某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：① 混合物溶于水，得到澄清透明溶液；② 做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③ 向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
【答案】B
【解析】①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，则不含CaCO3，排除C选项；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色，可确定含有钾元素，即含有KCl；③向溶液中加碱，产生白色沉淀，则应含有MgSO4，综合以上分析，混合物由KCl和MgSO4两种物质组成，故选B。
例13．（2022呼和浩特一模）已知：5SO32－+2IO3－+2H+
= I2+5SO42－+H2O。某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I－、IO3－中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO3－的实验方案：（实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液）
①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层检验不出碘单质存在；
②______________________；
③另从水层取少量溶液，加入2~3滴淀粉溶液，滴加________________（填试剂和现象）。说明废水中含有IO3－，否则说明废水中不含IO3－。
从水层中取少量溶液。加入2~3滴淀粉溶液。加稀盐酸酸化。滴加FeCl3溶液。若溶液变蓝，则证明废水中存在I－，否则说明废水中不含I－；
适量稀盐酸和亚硫酸钠溶液，若溶液变蓝
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认知模型就是对所学知识进行提炼，总结出规律。
规律可以起到解释、预测、推理以及指导新实践的作用！
自然科学的发展，实际上就是模型的建立与不断完善的过程！
情境：
熟悉气体制备
必备知识：
实验原理及试剂
关键能力：
掌握基础知识能力
核心素养：
变化观念平衡思想
题型1：判断实验室制取某气体反应原理的合理性
发生装置
收集装置
反应原理
（1）利用所选原料要能够制得需要的气体；　　
（2）原料一般要廉价易得；　　
（3）一般要求反应条件适宜且易于操作，便于控制；　　（4）不能太快或太慢，便于收集与进行实验；　
（5）生成的气体尽量纯净；　　
（6）操作简便可行，防毒防污染。
总之，理解领会反应原理是解答此类题的前提，学会对比分析，归纳总结，找出规律，进行迁移应用是顺利解题的关键。
题型1：判断实验室制取某气体反应原理的合理性
题型2：判断气体的除杂
判断杂质气体的性质
判断产品气体的性质
根据性质选择除杂试剂
要除去还原性气体中的还原性气体
除去酸性气体中混有的酸性气体
除去中性气体中的氧化性气体
个别记住特例
题型2：判断气体的除杂
（1）要除去弱酸性气体中混有的强酸性气体杂质，我们常选用弱酸性气体溶于水后形成的饱和盐溶液。若弱酸性气体溶于水后为一元酸，则用该酸形成的饱和正盐溶液。若为二元弱酸，则为该酸形成的饱和酸式盐，如Cl2混有HCl气体，用饱和食盐水净化吸收，如CO2中混有HCl、SO2用饱和NaHCO3溶液净化吸收。
（2）要除去非还原性气体中的还原性气体，选用反应具有氧化性的物质。如CO2中混有的CO用灼热的CuO除去。
（3）要除去非氧化性气体中的氧化性气体，应选用具有还原性的物质。如CO2中混有的O2，用灼热的铜网除去。
（4）要除去中性气体中的酸性气体，用强碱溶液或碱石灰吸收。如：CO中的混有的CO2用NaOH溶液吸收除去。
（5）要除去中性气体中的碱性气体(一般是NH3)用浓硫酸吸收。如：N2中混有的NH3，用浓硫酸吸收除去。
（6）要除去饱和烃中的烯烃、炔烃气体，用溴水吸收，如：CH4中混有C2H4、C2H2，用溴水可吸收除去。
题型3：装置仪器的组合和性质检验
性质检验装置
题型3：装置仪器的组合和性质检验
发生装置
净化装置
收集装置
尾气处理装置
由气体的密度和溶解性决定
由反应物状态和反应条件决定
由气体及杂质的化学性质决定
根据尾气的性质选择吸收剂
题型4：性质检验
思维方法：
1、物质分类
2、反应规律（氧化还原反应、离子反应）
题型4：性质检验
思维方法：
1、物质分类
2、反应规律（氧化还原反应、离子反应）
题型4：性质检验
(1)考查建立知识体系的完整性，应从物质分类和反应规律（氧化还原反应、离子反应）分析。
(2)抓住常见的现象①颜色的变化。如红褐色沉淀，黄色固体，蓝色溶液，血红色溶液，浅绿色溶液，黄色溶液，红棕色液体，黄绿色气体，红棕色气体，pH试纸变红等。
②状态的变化：如有沉淀、气泡、液体分层等现象产生。
③气味的变化：无味、刺激性气味，臭鸡蛋气味，烧焦羽毛的气味
题型4：性质检验
(3)在阳离子鉴别中，NaOH溶液是一种应用较广的试剂。若先使用NaOH溶液(必要时可加热)检验出几种离子，再用其他方法鉴别用NaOH溶液鉴别不出来的离子，整个问题可以较快解决。
(4)AgNO3溶液与稀硝酸、BaCl2溶液与稀盐酸这两组试剂，可以鉴别出若干种阴离子，是阴离子鉴别最常用的试剂组合。一般说来，若待检的若干种离子中有SO42-，最好先用BaCl2溶液和盐酸这组试剂，其他离子再用AgNO3溶液与稀硝酸等去鉴别。
题型5：陌生气体实验
熟悉的气体制备
陌生反应原理
元素化合物、周期律
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38
课本实验原图
1.关注中学阶段常见气体的制备，基于方程式的能力拓展。
2.结合元素化合物性质的复习进行考查。
3.关注各版本课本。很多题目都是原有实验的直接再现和考查。
4.考查的都是特别基础的主干知识。知识梳理部分注意物质分类、反应分类，利用好“价——类二维图”。
5.强化基础实验，最好到实验室重做，没有条件的也尽量播放视频。第46讲气体的制备和物质的检验
1．（2024·广东8）1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
A B C D
制备Cl2 净化、干燥Cl2 收集Cl2 验证Cl2的氧化性
2.（2023江苏3）实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2中的HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
3.（2023广东4）1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是
图1：喷泉实验 B．图2：干燥NH3
C．图3：收集NH3 D．图4：制备NH3
4．(2022年北京卷)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．(2022年海南卷)下列实验操作规范的是
A．过滤 B．排空气法收集CO2 C．混合浓硫酸和乙醇 D．溶液的转移
A. A B. B C. C D. D
6．（2020年江苏卷题）实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2﹒6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是
A．制备CO2 B．收集CO2
C．滤去CaCO3 D．制得CaCl2﹒6H2O
7.．(2022年新高考山东卷)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的是
8．（2020年山东新高考）利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是
A．用甲装置制备并收集CO2 B．用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C．用丙装置制备无水MgCl2 D．用丁装置在铁上镀铜
9．（2020天津卷）检验下列物所选用的试剂正确的是
待检验物质 所用试剂
A 海水中的碘元素 淀粉溶液
B SO2气体 澄清石灰水
C 溶液中的Cu2+ 氨水
D 溶液中的 NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸
10．（2021·北京·高考真题）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
11．(2022届太原二模)某化学小组在实验室利用下列装置(部分夹持仪器略)进行实验，其中能达到实验目的的是( )
图Ⅰ ：制取并收集少量干燥的氨气
B. 图Ⅱ ：制备少量无水氯化镁
C. 图Ⅲ：关闭a、打开b，可检查装置的气密性
D. 图Ⅳ ：验证牺牲阳极法保护铁
12．下列气体去除杂质的方法中(除杂后若有水，不考虑水的影响)，不正确的是
A B C D
气体(杂质)
方法 通过灼热碳层 通过饱和溶液 通过灼热的氧化铜 通过饱和溶液
13．(2022届太原实验中学三模)氮化钡( Ba3N2)是一种重要的化学试剂。高温下，向氢化钡(BaH2)中通入氮气反应生成氮化钡，在实验室可用如图装置制备(每个装置只用一次)。已知： Ba3N2遇水反应； BaH2在潮湿空气中能自燃，遇水反应。下列说法错误的是( )
A．实验时，先点燃装置丙中的酒精喷灯，后点燃装置乙中的酒精灯
B．该实验装置中缺少尾气处理装置
C．按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g
D．装置甲中的浓硫酸和装置丁中的碱石灰均可防止水蒸气进入装置丙中
14．(2022届安徽池州一中联考)下列实验装置能达到实验目的的是( )
A．图I：收集NO B．图II：分离戊烷同分异构体
C．图III：实验室制氯气 D．图IV：制备无水氯化铁
15．（2022·辽宁鞍山·一模）三氯化铬(CrCl3)为紫色晶体，熔点为83℃，易潮解，易升华，不易水解，高温下易被氧气氧化，实验室用Cr2O3和CCl4(沸点76.8℃)在高温下制备三氯化铬，部分实验装置如图所示(夹持装置略)，下列说法正确的是
A．CCl4在反应中作氧化剂
B．石棉绳的作用是保温，防止CrCl3凝华堵塞导管
C．实验时应先点燃B处喷灯，再通X气体
D．X气体可为空气
16．（2022·安徽六安·模拟预测）金属锡是一种具有银白色金属光泽且质地较软的低熔点金属，常温下SnCl4为无色液体，沸点为114℃，在空气中易水解生成锡酸与HCl。可用Cl2与熔融的金属锡反应制备SnCl4，装置如下(夹持装置略)。下列说法错误的是
A．用恒压滴液漏斗代替针简能更好的控制产生氯气的速率
B．戊装置的作用是冷凝、收集SnCl4
C．实验过程中应该先点燃酒精灯融化金属锡，再向甲中注入浓盐酸
D．用装有碱石灰的干燥管代替己中NaOH溶液更合理
17．水合肼是重要的氢能源稳定剂，其制备的反应原理为.图中装置和操作不能达到实验目的的是
A．在裝置甲的圆底烧瓶中加入氯化钙制取
B．用装置乙作为反应过程的安全瓶
C．制备水合肼时从装置丙的a口通入
D．用装置丁吸收反应中过量的
18．下图为去除气体中少量杂质并收集相应气体的装置，能实现相应目的的是
选项 气体(杂质) O
A 碳酸钠溶液
B 氢氧化钠溶液
C 酸性高锰酸钾溶液
D 氢氧化钠溶液
19．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
20．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NO
21．下列关于物质检验或推断正确的是（ ）。
A．蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某溶液，观察到白烟，则该溶液为盐酸
B．对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，则该物质为钡盐
C．向某溶液中滴加盐酸，能产生无色能使品红溶液褪色的气体，则原溶液中一定存在SO32－
D．向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明原溶液中存在NH4+
22．（2021年八省联考河北卷）乙醚是常用的有机试剂，久置容易产生过氧化物，带来安全隐患。以下不可用来定性检出过氧化物的试剂是（ ）。
A．K3［Fe（CN）6］溶液
B．弱酸性淀粉KI溶液
C．Na2Cr2O7和稀H2SO4溶液
D．（NH4）2Fe（SO4）2的稀H2SO4溶液和KSCN溶液
23．为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。（所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择）：取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，___________________________________________________________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
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第46讲气体的制备和物质的检验答案及解析
1.【答案】A
【解析】A．利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意；
B．实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意；
C．氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意；
D．H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意；
故选A。
2.【答案】C
【解析】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；
B．除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B错误；
C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；
D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。
故选C。
3.【答案】B
【解析】A．NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；
B．P2O5为酸性氧化物，具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以达到预期；
C．的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；
D．CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期；
故选B。
4．【答案】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；
5．【答案】B
【解析】A．过滤时，漏斗下端应紧靠烧杯内壁，A操作不规范；
B．CO2的密度大于空气，可用向上排空气法收集CO2，B操作规范；
C．混合浓硫酸和乙醇时，应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中，并用玻璃棒不断搅拌，C操作不规范；
D．转移溶液时，应使用玻璃棒引流，D操作不规范；
6．【答案】D
【解析】A．碳酸钙盛放在锥形瓶中，盐酸盛放在分液漏斗中，打开分液漏斗活塞，盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故A正确；
B．二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集二氧化碳气体，故B正确；
C．加入的盐酸与碳酸钙反应后，部分碳酸钙未反应完，碳酸钙是难溶物，因此用过滤的方法分离，故C正确；
D．CaCl2 6H2O易失去结晶水，因此不能通过加热蒸发皿得到，可由氯化钙的热饱和溶液冷却结晶析出六水氯化钙结晶物，故D错误。综上所述，答案为D。
7．【答案】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，NO3－在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu＋8H+＋2 NO3－＝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；
8．【答案】C
【解析】A. CO2密度大于空气，应采用向上排空气法收集，A错误；
B. 苯与溴在溴化铁作用下反应，反应较剧烈，反应放热，且溴易挥发，挥发出来的溴单质能与水反应生成氢溴酸，所以验证反应生成的HBr，应先将气体通过四氯化碳，将挥发的溴单质除去，B错误；
C. MgCl2能水解，在加热时通入干燥的HCl，能避免MgCl2的水解，C正确；
D. 电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以丁装置铁为阳极，失去电子，生成二价铁离子，铜为阴极，溶液中的铜离子得到电子，得到铜，D错误。答案选C。
9．【答案】C
【解析】A．淀粉溶液可以检验碘单质，不能检验碘元素，故A错误；
B．能使澄清石灰水变浑浊的气体可以是二氧化硫或二氧化碳，应该用品红检验二氧化硫气体，故B错误；
C．铜离子遇到氨水会先产生氢氧化铜蓝色沉淀，继续加氨水会生成四氨合铜离子，检验铜离子可以用氨水，故C正确；
D．铵根离子遇氢氧化钠溶液（加热）生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，不能使用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气，故D错误；答案选C。
10．【答案】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；
11．【答案】D
【解析】A．氯化铵和氢氧化钙加热生成氨气，同时会有水生成，收集的氨气中含有水蒸气，不能收集到干燥的氨气，故A错误；
B．制备少量无水氯化镁应在HCl气氛中加热蒸干水分，故B错误；
C．分液漏斗上端与烧瓶连通，上下压强保持一致，液体始终可以顺利流下，不能检验装置的气密性，故C错误；
D．通过铁氰化钾溶液可以检验是否有亚铁离子生成，从而判断铁作电极情况，可用来验证牺牲阳极法保护铁，故D正确；
12．【答案】D
【解析】A．除去CO中的CO2，可以通过灼热碳层，反应为：C+CO22CO，A正确；
B．除去C2H2中的H2S，通过饱和CuSO4溶液，反应为：H2S+CuSO4=CuS+H2SO4，而C2H2不与CuSO4溶液反应，B正确；
C．除去N2中的NH3，可以通过灼热的氧化铜，反应为：3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O，C正确；
D．由于SO2与Na2SO3溶液也会反应，故除去SO2中HCl不能用饱和的Na2SO3溶液，而应该用饱和的NaHSO3溶液，D错误；
13．【答案】A
【解析】A．BaH2在潮湿空气中能自燃，则实验时应该先点燃装置乙中的酒精灯，反应一段时间，使生成的氮气将装置内的空气排出后，再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应；
B．该实验中氢化钡(BaH2)与氮气在高温下反应制得氮化钡(Ba3N2)，同时有氢气放出，氢气属于易燃气体，不能直接排放，所以该实验装置中缺少尾气处理装置，B不符合题意；
C．根据分析可知，按气流方向，装置的连接顺序可为c→b→a→d→e→g，C不符合题意；
D．浓硫酸和碱石灰都具有吸水作用，可防止水蒸气进入装置丙中导致产物变质，D不符合题意；
14．【答案】D
【解析】A．NO可以与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集NO；
B．蒸馏需要组分沸点之间相差30C以上，图中的装置错误，应该用蒸馏烧瓶，温度计的水银球应该是与蒸馏烧瓶的支管口平齐，选项B错误；
C．MnO2与浓盐酸反应需要加热，选项C错误；
D．通入HCl气体是为了防止Fe3+水解，倒置的漏斗是为了防止倒吸，选项D正确；
15．【答案】B
【解析】A．B装置中加热发生反应Cr2O3+3CCl4 2CrCl3+3COCl2，该反应不是氧化还原反应，故A错误；
B．三氯化铬（CrCl3）为紫色晶体，熔点为83℃，易潮解，易升华，故石棉绳的作用是保温，防止CrCl3凝华堵塞导管，故B正确；
C．实验时应先通氮气，再点燃B处喷灯，以防止Cr2O3高温时被氧气氧化，故C错误；
D．X气体为氮气，氮气不能氧化三氯化铬且充入氮气能使反应物进入管式炉中进行反应，故D错误；
故选B。
16．【答案】C
【解析】A．由于高锰酸钾与浓盐酸反应剧烈，故用恒压滴液漏斗能控制盐酸滴速，进而控制反应的速率，故A正确；
B．常温下SnCl4为无色液体，沸点为114℃，故该物质的收集需要进行冷凝液化收集，故B正确；
C．由于金属锡活泼性仅次于铁，先点燃酒精灯融化金属锡会与空气中的氧气反应，因此应该先制备氯气，将装置中空气排尽后再加热金属锡，故C错误；
D．己装置中水蒸气会进入到戊装置中，导致SnCl4水解，换用碱石灰既能吸收多余的氯气，又能防止水蒸气扩散至戊装置中，故D正确；
选C。
17．【答案】A
【解析】A．氧化钙与水反应的同时会释放大量的热量，所以实验室通常选用浓氨水与氧化钙反应制取少量氨气，而不是氯化钙，故选A；
B．氨气极易溶于水，为防止倒吸，用装置乙作为反应过程的安全瓶，故B不选；
C．氨气的密度比空气密度小，为有利于氨气和NaClO溶液反应，制备水合肼时，氨气应从a口进，b口出，故C不选；
D．氨气会污染环境，用装置丁吸收反应中过量的氨气，并能防倒吸，故D不选；
答案选A
18．【答案】C
【解析】A．二氧化硫、二氧化碳均能与碳酸钠溶液反应，不能达到提纯的目的；
B．硫化氢可以与氢氧化钠溶液反应而乙烯不反应，但是乙烯的密度和空气接近，不能用排空气法收集气体，故B错误；
C．酸性高锰酸钾溶液能够氧化二氧化硫，而丙烷的性质稳定，其密度大于空气密度，能够用向上排空气法进行收集，故C正确；
D．一氧化氮的密度与空气接近，且能够与氧气反应生成二氧化氮，不能用排空气法收集，故D错误；
故选C。
19．【答案】D
【解析】A项：实验室制备氨气，可以通过加热Ca(OH)2和NH4Cl的固体混合物实现；对固体进行加热时，一般试管管口向下倾斜；收集氨气时，采用向下排空气法，并且在收集试管的管口处需加一团棉花；验满时，用湿润的红石蕊试纸验满，A项正确；
B项：用浓硫酸和Cu反应制取SO2时需要加热；检验SO2可用品红溶液；由于SO2是有毒气体，所以要对尾气进行吸收处理；吸收装置中的球形干燥管又可以起到防倒吸的作用，B项正确；
C项：乙酸乙酯制备时需要加热，并且注意防止暴沸；用盛有饱和碳酸钠的溶液收集产品时，需要注意导管不能伸入液面；乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液互不相溶，可以采用分液的方式分离，C项正确；
D项：利用电石和饱和食盐水制取的乙炔中会含有H2S和PH3等杂质，在检验乙炔之前，一定要把杂质除净，所以应该在盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶前方添加盛有硫酸铜溶液的洗气瓶，D项错误；答案选D。
20．【答案】A
【解析】A项：碳与硫酸反应生成二氧化硫和二氧化碳，二氧化硫具有漂白性使品红褪色，用图甲所示装置验证反应生成二氧化硫，故A正确；
B项：氨气极易溶于水，用图乙装置吸收氨气不能防止倒吸，应选用比水密度大的四氯化碳，故B错误；
C项：用图丙装置除去氯气中的氯化氢，导气管应长进短出，故C错误；
D项： NO密度小于空气，和空气中的氧气反应生成二氧化氮，不能用排空气法收集，应使用排水法收集，故D错误；答案选A。
21．【答案】D
【解析】浓硝酸也具有挥发性，可以和氨气反应生成硝酸铵固体，也可以观察到白烟，故A错误；对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，说明含有钡元素，但不一定是钡盐，也可以是氢氧化钡，故B错误；含有HSO3－的溶液也可以和盐酸反应生成二氧化硫，故C错误；向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明产生了氨气，则原溶液含有NH4+，故D正确。
22．【答案】A
【解析】过氧化物与K3［Fe（CN）6］溶液不能发生反应，因此不能用于检验其存在，A符合题意；弱酸性淀粉KI溶液与过氧化物反应产生I2，I2遇淀粉溶液变为蓝色，可以检验其存在，B不符合题意；Na2Cr2O7和稀H2SO4溶液具有强氧化性，会将过氧化物氧化，而Na2Cr2O7被还原为Cr3+，使溶液变为绿色，可以检验过氧化物的存在，C不符合题意；过氧化物具有强氧化性，会将（NH4）2Fe（SO4）2电离产生的Fe2+氧化为Fe3+，和KSCN溶液的混合，溶液显红色，可以检验过氧化物的存在，D不符合题意。
23．【答案】过滤、蒸馏水洗涤沉淀，再向沉淀中加入足量的稀盐酸
【解析】Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl，所以取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤、蒸馏水洗涤沉淀，再向沉淀中加入足量的稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。第46讲气体的制备和物质的检验
知识重构
1.常见气体制备的反应原理
试剂的选择：以实验室常用药品为原料，依据制气原理，选择方便、经济、安全的试剂，尽量做到有适宜的反应速率，且所得气体比较纯净。如：用锌粒与酸制取氢气，一般选择稀硫酸，而不用稀盐酸，原因是盐酸是挥发性酸。
气体名称 反应原理 收集方法
氯气(Cl2) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 向上排空气法、排饱和食盐水法
氨气(NH3) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 向下排空气法
二氧化硫(SO2) Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHSO3溶液
乙烯() C2H5OH↑+H2O 排水法
乙炔(C2H2) CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑ 排水法
氧气(O2) 2KClO32KCl+3O2↑ 2H2O2 2H2O＋O2↑ 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 排水法、向上排空气法
二氧化碳(CO2) CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHCO3溶液
氢气(H2) Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 排水法、向下排空气法
硫化氢(H2S) FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑，FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑ 向上排空气法、排饱和NaHS溶液
二氧化氮(NO2) Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 向上排空气法
一氧化氮(NO) Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 排水法
氯化氢(HCl) NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+2HCl↑ 向上排空气法
2.常见气体的发生装置
（1）装置的选择：由反应物的状态，反应条件和所制备气体的性质、量的多少决定
（2）加热操作要求
①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。
②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
3.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)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
(4)根据试剂选择合适的装置：洗气瓶、球形干燥管、U形管、硬质玻璃管
(5)除杂顺序：先除杂，后除水
(6)常见气体的净化实例
气体 所含杂质 净化剂 净化装置
Cl2 HCl 饱和食盐水 洗气瓶
乙烯 SO2、CO2 氢氧化钠溶液或碱石灰
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
H2 HCl 水或氢氧化钠溶液
SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液
CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液
乙烷 乙烯 溴水
O2 Cl2 氢氧化钠溶液
CO CO2 氢氧化钠溶液
氨气 H2O 碱石灰 干燥管
乙烯 SO2、CO2 碱石灰
CO CO2、H2O 碱石灰
N2 O2 灼热的铜网 硬质玻璃管
CO2 O2 灼热的铜网
CO2 CO 灼热的氧化铜
4.气体的干燥
类型 液体干燥剂 固体干燥剂 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 氨气、硫化氢、溴化氢、碘化氢等 氨气 氯气、硫化氢、氯化氢、二氧化硫、二氧化碳等
5.气体的收集装置
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或难溶于水 与空气不反应且密度比空气的大 与空气不反应且密度比空气的小
收集装置
适用的气体 H2、O2、NO、CH4、C2H4等 Cl2、CO2、NO2、SO2 H2、NH3
6.气体的检验
(1)可燃性气体的检验
CH4：火焰呈淡蓝色，产物是CO和水
H2：火焰呈淡蓝色,产物只有水
CO：火焰呈蓝色,产物只有CO
C2H4：①束焰明亮,伴随浓烈的黑烟②可使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
（2）酸性气体的检验
CO ：①通人澄清的石灰水中变浑浊②可使燃着的木条熄灭
SO ：①无色、有刺激性气味②通人品红溶液,红色褪去,再加热又出现红色
HCl：①无色、有刺激性气味②遇蘸有浓氨水的玻璃棒产生白烟
（3）NH3的检验
①无色、有刺激性气体
②遇蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟
③可使湿润的红色石蕊试纸变蓝(常用方法)
（4）NO的检验：遇空气变为红棕色
（5）Cl
①黄绿色、有刺激性气体
②可使湿润的有色布条褪色
③可使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝
（6）NO
①红棕色、有刺激性气体
②溶于水,所得溶液无色,能使紫色石蕊试液变红③可使湿润的淀粉- KI试纸变蓝
注意:很多氧化性气体均可使淀粉碘化钾试纸变蓝色,如溴蒸气、二氧化氮、臭氧甚至氧气等。
7.常见阳离子的检验
8.常见阴离子的检验
二、重温经典
1．（2024·广东8）1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
A B C D
制备Cl2 净化、干燥Cl2 收集Cl2 验证Cl2的氧化性
【答案】A
【详解】A．利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意；
B．实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意；
C．氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意；
D．H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意；
故选A。
2.（2023江苏3）实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2中的HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
【答案】C
【详解】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；
B．除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B错误；
C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；
D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。
故选C。
3.（2023广东4）1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组利用以下装置，进行如下实验。其中，难以达到预期目的的是
图1：喷泉实验 B．图2：干燥NH3
C．图3：收集NH3 D．图4：制备NH3
【答案】B
【详解】A．NH3极易溶于水，溶于水后圆底烧瓶内压强减小，从而产生喷泉，故A可以达到预期；
B．P2O5为酸性氧化物，具有碱性，两者可以发生反应，故不可以用P2O5干燥NH3，故B不可以达到预期；
C．的密度比空气小，可采用向下排空气法收集，故C可以达到预期；
D．CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3，故D可以达到预期；
故选B。
4．（2021·全国乙卷2题）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
【答案】C
【解析】A．氨气的密度比空气小，不能用向上排空法收集，故A错误；
B．二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故B错误；
C．二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应，能选用固固加热装置，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，故C正确；
D．氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故D错误；
5．（2021·全国高考甲卷3题）实验室制备下列气体的方法可行的是
气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
【答案】D
【解析】A．氯化铵不稳定，加热易分解生成氨气和氯化氢，但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体，所以不能用于制备氨气，A不可行；
B．将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B不可行；
C．硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体，因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C不可行；
D．实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，可用此方法制备氧气，D可行；
6．（2022年广东卷8题）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
【答案】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；
7. （2022年河北卷5题）下列图示装置不能达到实验目的的是
A. 装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2 B. 装置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C. 装置丙验证铁的吸氧腐蚀 D. 装置丁实验室制备少量NH3
【答案】D
【解析】A．四氯化碳和水不互溶，溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，则装置甲能达到用用四氯化碳萃取溴水中溴的实验目的，故A不符合题意；
B．浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，盛有的饱和食盐水的洗气瓶能用于除去氯化氢气体，盛有的浓硫酸的洗气瓶能用于干燥氯气，则装置乙能达到除去氯气中的氯化氢气体并干燥的实验目的，故B不符合题意；
C．铁丝网在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀会使试管内气体的物质的量减小，气体压强减小，红墨水会进入导气管中形成一段液柱，则装置丙能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的，故C不符合题意；
D．由图可知，装置丁的向下排空气法收集氨气的试管中没有排出气体的出口，则装置丁不能达到实验室制备少量氨气的实验目的，故D符合题意；
故选D。
8．（2022年江苏卷4题）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
【答案】C
【解析】60%的硫酸和 NaHSO3(s)可发生反应:H2SO4+2NaHSO3 =Na2SO4+2SO2↑+2H2O,利用装置甲可以制取 SO2气体，A 不符合题目要求;气体通入液体时“长进短出”且有防倒吸装置,利用装置乙可以制取 SO2 水溶液，B 不符合题目要求;SO2 在饱和NaHSO3 溶液中溶解度很小，利用装置丙不能吸收尾气中的 SO2，C 符合题目要求;SO2 水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，D 不符合题目要求。
9．（2022高考题浙江1月24题节选）下列方案设计、现象和结论有是否正确
目的 方案设计 现象和结论
检验硫酸厂周边空气中是否含有二氧化硫 用注射器多次抽取空气，慢慢注入盛有酸性KMnO4稀溶液的同一试管中，观察溶液颜色变化 溶液不变色，说明空气中不含二氧化硫
【答案】正确
【解析】二氧化硫具有还原性，酸性KMnO4稀溶液具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成无色的Mn2+，若溶液不变色，说明空气中不含二氧化硫，A；
10．（2021·河南郑州市三模）某小组按如图装置探究氯气和双氧水的反应。将注射器中的浓盐酸注入试管中，在盛NaOH溶液的试管中收集到无色气体，该气体可以使带火星的木条复燃。下列说法错误的是
A．饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl
B．NaOH溶液不可以用水代替
C．由反应H2O2+Cl2=2HCl+O2可证明非金属性：Cl>O
D．仅根据此实验现象无法证明一定是氯气氧化了H2O2
【答案】C
【解析】发生装置为高锰酸钾和浓盐酸反应制备氯气：，经过饱和食盐水除去挥发出的HCl气体，由于在盛NaOH溶液的试管中收集到无色气体，该气体可以使带火星的木条复燃，说明氯气与双氧水发生核心反应产生O2，用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气防止污染环境并且收集产生的O2。
A．根据分析可知饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl，A正确；
B．水吸收氯气的效果不好，所以NaOH溶液不可以用水代替，B正确；
C．由反应H2O2+Cl2=2HCl+O2可说明该条件下氧化性：Cl2>O2，但不可证明非金属性：Cl>O，客观事实是O的电负性大于Cl，即O的非金属性大于Cl，所以C错误；
D．实验产生的O2有可能是H2O2分解所得，不一定是氯气氧化了H2O2产生了O2，D正确；
11．（2022·湖南卷11节选）下列离子方程式是否正确的是
B．用醋酸和淀粉KI溶液检验加碘盐中的IO3-：
【答案】错误
【解析】用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的的原理是在酸性条件下与I－发生归中反应生成I2而遇淀粉变蓝，由于醋酸是弱酸，在离子方程式中不能用H＋表示，因此不正确；
12．（2020新课标Ⅱ2题）某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：① 混合物溶于水，得到澄清透明溶液；② 做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③ 向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
【答案】B
【解析】
①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，则不含CaCO3，排除C选项；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色，可确定含有钾元素，即含有KCl；③向溶液中加碱，产生白色沉淀，则应含有MgSO4，综合以上分析，混合物由KCl和MgSO4两种物质组成，故选B。
13.（2024.浙江9） 关于有机物检测，下列说法正确的是
A. 用浓溴水可鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚
B. 用红外光谱可确定有机物的元素组成
C. 质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，可推断其分子式为C5H12
D. 麦芽糖与稀硫酸共热后加NaOH溶液调至碱性，再加入新制氢氧化铜并加热，可判断麦芽糖是否水解
【答案】A
【详解】A．溴易溶于溴乙烷与水分层，溴水氧化乙醛后溶液为无色，浓溴水与苯酚反应生成沉淀，现象不同，可鉴别，故A正确；
B．元素分析仪只能测定出元素种类，不能确定有机物的分子式，故B错误；
C．质谱法测得某有机物的相对分子质量为72，其分子式可能为C5H12或C4H8O或C3H4O2，故C错误；
D．麦芽糖、葡萄糖均含醛基，均可在碱性溶液中与新制氢氧化铜并加热生成砖红色沉淀，由实验操作和现象，不能证明麦芽糖是否水解，故D错误；
故选：A。
14．（2022呼和浩特一模）已知：5SO32－+2IO3－+2H+I2+5SO42－+H2O。某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I－、IO3－中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO3－的实验方案：（实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液）
①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层检验不出碘单质存在；
②______________________；
③另从水层取少量溶液，加入2~3滴淀粉溶液，滴加________________（填试剂和现象）。说明废水中含有IO3－，否则说明废水中不含IO3－。
【答案】②从水层中取少量溶液。加入2~3滴淀粉溶液。加稀盐酸酸化。滴加FeCl3溶液。若溶液变蓝，则证明废水中存在I－，否则说明废水中不含I－；③适量稀盐酸和亚硫酸钠溶液，若溶液变蓝
【解析】碘离子具有还原性，能被氧化剂氧化生成碘，碘酸根离子具有氧化性，能被还原剂还原生成碘，碘遇淀粉试液变蓝色。所以I－的检验方法为：从水层取少量溶液，加入1~2mL淀粉溶液，加入盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，2I－+2Fe3+2Fe2++I2，若溶液变蓝色，说明废水中含有I－，否则不含I－；检验IO3－的方法为：另从水层取少量溶液，加入1~2mL淀粉试液，加盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，5SO32－+2IO3－+2H+I2+5SO42－+H2O，若溶液变蓝色，说明废水中含有IO3－，否则不含IO3－。
三、模型建构
1．类型一：判断实验室制取某气体反应原理的合理性
　　（1）利用所选原料要能够制得需要的气体；
　　（2）原料一般要廉价易得；
　　（3）一般要求反应条件适宜且易于操作，便于控制；
　　（4）不能太快或太慢，便于收集与进行实验；
　　（5）生成的气体尽量纯净；
　　（6）操作简便可行，防毒防污染。
总之，理解领会反应原理是解答此类题的前提，学会对比分析，归纳总结，找出规律，进行迁移应用是顺利解题的关键。
2．类型二：气体除杂
（1）要除去弱酸性气体中混有的强酸性气体杂质，我们常选用弱酸性气体溶于水后形成的饱和盐溶液。若弱酸性气体溶于水后为一元酸，则用该酸形成的饱和正盐溶液。若为二元弱酸，则为该酸形成的饱和酸式盐，如Cl2混有HCl气体，用饱和食盐水净化吸收，如CO2中混有HCl、SO2用饱和NaHCO3溶液净化吸收。
（2）要除去非还原性气体中的还原性气体，应选用具有氧化性的物质。如CO2中混有的CO用灼热的CuO除去。
（3）要除去非氧化性气体中的氧化性气体，应选用还原性的物质。如CO2中混有的O2，用灼热的铜网除去。
（4）要除去中性气体中的酸性气体，用强碱溶液或碱石灰吸收。如：CO中的混有的CO2用NaOH溶液吸收除去。
（5）要除去中性气体中的碱性气体(一般是NH3)用浓硫酸吸收。如：N2中混有的NH3，用浓硫酸吸收除去。
（6）要除去饱和烃中的烯烃、炔烃气体，用溴水吸收，如：CH4中混有C2H4、C2H2，用溴水可吸收除去。
（7）要除去有机烃中混有的酸性气体可用NaOH溶液和碱石灰吸收而除去。
还有些个别方法，就应该个别记住了。如NO中混有的少量NO2气体，可用水吸收转
化而除去，C2H4中混有的H2S,除可用规律（4）的方法除去外，还可用CuSO4或Pb(NO3)2等溶液除去。
3．类型三：装置仪器的组合和性质检验
4．类型四：性质检验
(1)考查建立知识体系的完整性，应从物质分类和反应规律（氧化还原反应、离子反应）分析。
(2)抓住常见的现象①颜色的变化。如红褐色沉淀，黄色固体，蓝色溶液，血红色溶液，浅绿色溶液，黄色溶液，红棕色液体，黄绿色气体，红棕色气体，pH试纸变红等。
②状态的变化：如有沉淀、气泡、液体分层等现象产生。
③气味的变化：无味、刺激性气味，臭鸡蛋气味，烧焦羽毛的气味
(3)在阳离子鉴别中，NaOH溶液是一种应用较广的试剂。若先使用NaOH溶液(必要时可加热)检验出几种离子，再用其他方法鉴别用NaOH溶液鉴别不出来的离子，整个问题可以较快解决。
(4)AgNO3溶液与稀硝酸、BaCl2溶液与稀盐酸这两组试剂，可以鉴别出若干种阴离子，是阴离子鉴别最常用的试剂组合。一般说来，若待检的若干种离子中有S，最好先用BaCl2溶液和盐酸这组试剂，检出包括S在内的一些离子，其他离子再用AgNO3溶液与稀硝酸等去鉴别。
四、名师导学
1.关注中学阶段常见气体的制备，基于方程式的能力拓展。
2.结合元素化合物性质的复习进行考查。
3.关注各版本课本。很多题目都是原有实验的直接再现和考查。
4.考查的都是特别基础的主干知识。知识梳理部分注意物质分类、反应分类，利用好“价——类二维图”。
5.强化基础实验，最好到实验室重做，没有条件的也尽量播放视频。

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