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题型04 常见气体的制备原理与装置选用
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在近年高考中，常考查常见气体如CO2、SO2、NO、Cl2等的制备原理与装置的选用问题，多为装置+表格型形式，让考生判断选项中试剂能否用来制备对应气体（利用题给装置），涉及气体的制备原理、净化和尾气处理等环节。有时候也会以题干中要制备的一种气体展开考查。
一、常见气体的制备的思路、原理及装置
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．常见气体制备的反应原理及收集方法
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+2HClCaCl2+CO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHCO3溶液
氢气(H2) Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑，Zn+2HClZnCl2+H2↑ 排水法、向下排空气法
硫化氢(H2S) FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑，FeS+2HClFeCl2+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
3.常见气体的发生装置
根据反应物状态和反应条件我们主要掌握以下三类气体发生装置：
（1）固体＋固体气体：可选择 等装置，能制备O2、NH3、CH4等;
（2）固(或液)体＋液体气体：可选择等装置，能制备Cl2、C2H4、NH3等;
（3）固体＋液体―→气体：可选择、、等装置，能制备H2、NH3、CO2、O2等。
3.气体的干燥、净化装置
根据制备气体及气体杂质的性质选择如下气体净化装置及干燥装置：
（1）液态干燥剂或除杂试剂如浓H2SO4(酸性、强氧化性)、NaOH溶液(碱性)等，可选用洗气吸收装置。
（2）固态干燥剂如无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)等，可选用干燥管或U形管吸收装置。
（3）固态除杂试剂如Cu、CuO、Mg等，需加热，可选用加热的硬质玻璃管吸收装置。
注意：净化气体遵循的原则:不损失要净化的气体,不引入新的杂质气体。
4.气体的收集方法及收集装置
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：
（1）排液法：难溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不与其反应的气体可用排液法收集，选用、等收集装置收集。用该装置可收集O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO、C2H2、C2H4等气体。
（2）向上排空气法：密度大于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等气体。
（2）向下排空气法：密度小于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向下排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集H2、NH3、CH4等气体。
5．气体的量取装置
对难溶于水且不与水反应的气体,往往利用量筒或滴定管组装如图所示的装置量取其体积。
6.尾气的处理
根据制备气体的毒性可选择尾气处理方法及吸收装置：
（1）直接排空处理
主要是针对无毒、无害气体的处理，如N2、O2、CO2等。
（2）尾气处理装置
①在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入盛有某种试剂的烧杯中被吸收除去(如图甲)，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。
②某些可燃性气体可用点燃(如图丙)或转化的方法除去，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。
③某些可燃性气体可以采用收集的方法除去(如图丁)，如CH4、C2H4、H2、CO等。
④对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进装置(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。
6.气体制备实验中试剂的选择和仪器的装配
（1）试剂的选择：以实验室常用药品为原料，依据造气原理，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。例如：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，用其制取的氢气中常混有HCl气体。
（2）仪器的装配原则：在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先装好后固定；先检查装置的气密性再加入试剂；加入试剂时，先固后液；实验开始时，先验纯，再点燃酒精灯；连接导管时，对于洗气装置应“长”进“短”出，球形干燥管应“大”进“小”出；先净化后干燥。
二、常见气体的制备
1、Cl2的实验室制备
（1）反应原理：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (快速制取Cl2，不需要加热)
（2）发生装置：“”型
（3）实验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、 集气瓶
（4）装置图：
（5）净化装置(洗气)：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。
（6）收集装置：用向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2不溶于饱和食盐水)。
（7）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余氯气，防止污染空气(不能用水代替)。
（8）验满方法：①观察法(黄绿色)②湿润的淀粉—KI试纸(变蓝色)③湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色) ④浓NH3水， 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2。
(9)实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点
①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。
②必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应
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。
2、SO2的实验室制备
（1）反应原理：Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
（2）发生装置：“”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余SO2，防止污染空气 (SO2+2NaOHNa2SO3+H2O )
（7）检验方法：先通入品红试液，褪色，加热后又恢复原红色
3、NH3的实验室制备
（1）反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
（2）发生装置：“”型，与制取氧气的发生装置相同
（3）装置图：
（4）净化装置：用碱石灰干燥
（5）收集装置：NH3极易溶于水 密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集(管口塞一团棉花，避免空气对流)
（6）尾气处理装置：用水吸收多余的氨气，注意防止倒吸
（7）检验方法：①用润湿的红色石蕊试纸检验 ②用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟
（8）验满方法：①将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明氨气已收集满
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，出现大量白烟，则证明氨气已收集满
(9)实验室制取氨气时注意事项
①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。
②制取氨气所用的铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分 解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质。
③消石灰不能用固体NaOH或固体KOH代替，原因是：
a、NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3 b、在高温下也能腐蚀试管
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。
(10)实验室制取少量NH3的两种简易方法 (快速制NH3的方法)
方法 化学方程式 气体发生装置
加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH 浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解
浓氨水+固体CaO NH3·H2O+CaONH3↑+ Ca(OH)2 烧碱或生石灰的作用：一是增大溶液中的OH－浓度，二是溶解或反应放热，促使NH3·H2O转化为NH3
4、乙烯的实验室制法
（1）药品及其比例：无水乙醇、浓硫酸 (体积比为1:3)
（2）反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O
有机副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O 无机副反应：C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O
（3）发生装置：“液 +液 气” (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽)
（4）收集装置：排水法 (乙烯的收集方法不能用排空气法，因为乙烯的密度和空气接近，使收集的乙烯不纯净)
（5）注意事项：
①反应条件：170°C、浓H2SO4
②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
③加入药品的顺序：碎瓷片无水乙醇浓硫酸，混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，
并用玻璃棒不断搅拌
④浓硫酸：催化剂和脱水剂
⑤碎瓷片的作用：防暴沸
⑥温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液，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
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
⑩石棉网加热，以防烧瓶炸裂
5、乙炔的实验室制法
（1）反应原料：电石(CaC2)、饱和食盐水
（2）反应原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2 (注意不需要加热)
副反应：CaS＋2H2OCa(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O3Ca(OH)2＋2PH3↑ Ca3As2＋6H2O3Ca(OH)2＋2AsH3↑
（3）发生装置：“固 +液气”型 (不能用启普发生器)
（4）收集装置：排水法或向下排空气法
（5）注意事项
①电石与水反应很剧烈，为了得到平稳的乙炔气流：
a、常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度)； b、分液漏斗控制流速； c、导管口塞棉花，防止泡沫喷出
②生成的乙炔有臭味的原因：夹杂着H2S、PH3、AsH3等特殊臭味的气体，可用CuSO4溶液或NaOH溶液除去杂质气体
③反应装置不能用启普发生器及其简易装置，而改用广口瓶和分液漏斗。为什么？
a、反应放出的大量热，易损坏启普发生器 (受热不均而炸裂)
b、反应后生成的石灰乳是糊状，可夹带少量CaC2进入启普发生器底部，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、氧气的制备
（1）反应原理：2KClO32KCl+3O2↑ 2KMnO4K2MnO4 +MnO2 + O2↑ 2H2O22H2O+O2↑
（2）发生装置：“”型、“固 +液气”型型
（3）装置图：略微向下倾斜的大试管，加热
（4）收集装置：排水法或向上排气法
（5）检验方法：带火星木条,复燃
7、二氧化碳的制备
（1）反应原理：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)，再通入浓H2SO4(除水蒸气)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余CO2
（7）检验方法：通入澄清石灰水，变浑浊
8、氢气的制备
（1）反应原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气)
（5）收集装置：排水法或向下排气法
（6）尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集
（7）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
（1）反应原理：FeS+2HClFeCl2+H2S↑ FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：
（4）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)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余H2S，H2S+2NaOHNa2S+H2O或H2S+NaOHNaHS+H2O
（7）检验方法：能使湿润的醋酸铅试纸变黑
10、二氧化氮的制备
（1）反应原理：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：分液漏斗、圆底烧瓶 (或用大试管、锥形瓶)
（4）收集装置：向上排气法
（5）尾气处理装置：用强碱溶液吸收 (2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O)
（6）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
（1）反应原理：Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶)
（4）收集装置：排水法
（5）尾气处理装置：通入足量的氧气，再用强碱溶液吸收
（6）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
（1）反应原理：NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+2HCl↑
（2）发生装置：“”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收
（7）检验方法：通入AgNO3溶液,产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶
13、一氧化碳的制备
（1）反应原理：HCOOHCO↑+H2O 浓硫酸对有机物的脱水作用 在蒸馏烧瓶里加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸
（2）发生装置：“液 +液 气”
（3）装置图：分液漏斗，圆底烧瓶
（4）净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气)
（5）收集装置：排水法
（6）尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集
（7）检验方法：点燃，蓝色火焰，无水珠，产生气体能使澄清石灰水变浑浊。
三、解常见气体的制备原理与装置选用试题的思维建模及解题要领
1、常见气体制备原理的分类与核心反应
气体制备原理需紧扣“反应物状态+反应条件”，微型实验中常见气体的制备原理可分为三大类，对应核心反应及气体如下：
反应类型 核心特征 典型气体 微型实验反应示例
固固加热型 固体反应物+加热条件 O2、NH3 加热NH4Cl与Ca(OH)2混合物（微型试管中进行，减少NH3泄漏）
固液常温型 固体+液体，无需加热 H2、CO2、H3S 锌粒与稀硫酸在注射器中反应（控制推液速率调节H2生成速率）
固液（或液液）加热型 固体+液体（或液体+液体）+加热 Cl2、SO2、NO2 MnO2与浓盐酸在微型蒸馏烧瓶中加热制Cl2（用微型酒精灯控温，减少HCl挥发）
2、装置选用的思维建模：“反应特征→气体性质→装置匹配”三步法
第一步：确定发生装置——基于反应特征
核心依据：反应物状态（固/液）+反应条件（加热/常温），微型实验中装置需体现“简化性”和“可控性”。
①固固加热型：选“微型试管+微型酒精灯”（如制O 用KMnO 加热，试管口略向下倾斜防冷凝水倒流）。
②固液常温型：选“井穴板+胶头滴管”或“注射器+具支试管”（如制CO 用大理石与稀盐酸，用注射器控制盐酸滴加速度）。
③固液加热型：选“微型蒸馏烧瓶+微型酒精灯”（如制Cl ，用分液漏斗替代传统长颈漏斗控制浓盐酸滴加）。
第二步：确定收集装置——基于气体性质
核心依据：密度（与空气对比）+溶解性（是否溶于水）+化学稳定性（是否与空气成分反应）。
收集方法 适用气体特征 微型装置创新
向上排空气法 密度比空气大（如Cl2、CO2） 用微型集气瓶+短进长出导管
向下排空气法 密度比空气小（如H2、NH3） 用注射器直接收集（针头朝下）
排水法 难溶于水且不与水反应（如O2） 用井穴板注水，气体通入排开水
第三步：确定尾气处理装置——基于环保与安全
核心依据：气体毒性+酸性/碱性（微型实验强调“减量化”和“无害化”）。
①酸性有毒气体（Cl2、SO2）：用微型多孔球泡通入少量NaOH溶液吸收。
②碱性气体（NH3）：用稀硫酸浸湿的棉花团放在收集装置口（减少挥发）。
③可燃性气体（H2、CO）：微型导管导出后点燃（需验纯，避免爆炸）。
3、解题核心要领：“四查四判”排除法
（1）查反应原理与装置的匹配性
①易错点：将固液常温反应错用加热装置（如制CO2用酒精灯加热），或固固加热反应漏用棉花（如KMnO4制O2试管口未放棉花导致导管堵塞）。
②判断方法：先标注反应物状态（固/液）和反应条件（△/常温），再对应发生装置类型。
（2）判收集方法与气体性质的一致性
①易错点：用排水法收集易溶于水的气体（如NH3、HCl），或用向下排空气法收集密度比空气大的气体（如Cl2用向下排空气法）。
②判断方法：记“密度口诀”（空气平均式量29，气体式量＞29则向上，＜29则向下）；记“溶解性表”（NH3、HCl极易溶，CO2可溶，O2、H2难溶）。
（3）查尾气处理的环保与安全性
①易错点：Cl2尾气用澄清石灰水吸收（浓度低，吸收不彻底）；NH3尾气直接排放（污染空气）。
②判断方法：微型实验中优先选“少量高效”试剂（如Cl2用浓NaOH溶液，NH3用稀硫酸），并检查是否有防倒吸装置（如NH3吸收用倒扣的微型漏斗）。
（4）判微型装置的功能替代合理性
①创新点：注射器替代分液漏斗（控制反应速率）、井穴板替代集气瓶（多组平行实验）、青霉素瓶替代尾气吸收瓶（密封防泄漏）。
②判断方法：用“装置功能分析法”（如注射器的“推/拉”可控制反应物接触与分离，实现反应启停）。
1．（2025·河北·高考真题）如图所示装置(加热、除杂和尾气处理装置任选)不能完成相应气体的制备和检验的是
A．电石与饱和NaCl溶液 B．固体与70%的浓
C．大理石与稀HCl D．固体与水
【答案】C
【解析】A．电石与饱和NaCl溶液反应制备，中含有不饱和键，可使酸性溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，A不符合题意；B．固体与 70%的浓反应制备，可使酸性溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，B不符合题意；C．大理石与稀HCl反应制备，不可使酸性溶液褪色，不能完成相应气体的检验，检验通常用澄清的石灰水，C符合题意；D．固体遇水水解生成和，可使酸性溶液褪色，能完成相应气体的制备和检验，D不符合题意；故选C。
2．（2024·重庆·高考真题）某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A．若制取，则a为浓氨水，b可为氧化钙
B．若制取，则乙可盛饱和食盐水以除去
C．若制取，则丙可作气体收集装置
D．若制取，则丁可盛水用作尾气处理装置
【答案】D
【解析】A．氧化钙和水反应放出大量热，促使氨水中一水合氨分解释放出氨气，A正确；B．饱和食盐水能抑制氯气溶解，且能吸收HCl，则制取，乙可盛饱和食盐水以除去，B正确；C．氯气密度大于空气，则丙中气体长进短出，可作氯气气体收集装置，C正确；D．氨气极易溶于水，容易倒吸，没有防倒吸装置，D错误；故选D。
2．（2025·四川·高考真题）下列实验装置使用正确的是
A．实验室制取氨气 B．实验室制取氯气
C．实验室制备乙酸乙酯 D．实验室制备溴乙烷
【答案】C
【解析】A．氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气，氨气密度小于空气，利用向下排空气法收集，图中收集装置不合理，故A错误；B．实验室制取氯气，尾气应该选取氢氧化钠溶液，故B错误；C．酯化反应装置中，吸收乙酸乙酯的导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下，以免发生倒吸，故C正确；D．实验室制备溴乙烷，冷凝管的进水方向错误，应该是下进上出，故D错误；答案选C。
3．（2024·广西·高考真题）将NaCl固体与浓硫酸加热生成的HCl气体通至饱和NaCl溶液，可析出用于配制标准溶液的高纯度NaCl，下列相关实验操作规范的是
A．制备HCl B．析出NaCl C．过滤 D．定容
【答案】C
【解析】A．NaCl固体与浓硫酸加热生成的HCl气体，缺少加热装置，故A错误；B．氯化氢易溶于水，为充分吸收氯化氢并防止倒吸，氯化氢气体应从连接倒置漏斗的导管通入，故B错误；C．用过滤法分离出氯化钠晶体，故C正确；D．配制氯化钠溶液，定容时眼睛平视刻度线，故D错误；选C。
5．（2024·广东·高考真题）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
制备 净化、干燥
C D
收集 验证的氧化性
【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。
6．（2024·河北·高考真题）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 饱和溶液+浓硫酸
B 浓盐酸
C 固体熟石灰
D 石灰石+稀盐酸
【答案】C
【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应，也可以是固液不加热型；右侧气体收集装置，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；
【解析】A．饱和溶液和浓硫酸反应可以制，使用固液不加热制气装置，密度比空气大，用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，A不符合题意；B．和浓盐酸加热反应可以制，使用固液加热制气装置，密度比空气大，用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，B不符合题意；C．固体与熟石灰加热可以制需要使用固固加热制气装置，图中装置不合理，不能完成相应气体的发生和收集实验，C符合题意；D．石灰石(主要成分为)和稀盐酸反应可以制，使用固液不加热制气装置，密度比空气大，用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，D不符合题意；本题选C。
7．（2023·重庆·高考真题）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A B C D

制取 转移溶液 保护铁件 收集
【答案】B
【解析】A．氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，两者遇冷又会生成氯化铵，不适合制取氨气，A不符合题意；B．转移溶液时玻璃棒应该伸入容量瓶刻度线以下，正确，B符合题意；C．保护铁件应该连接比铁更活泼的金属使得铁被保护，而不是连接惰性电极石墨，C不符合题意；D．NO会与空气中氧气反应，不适合排空气法收集，D不符合题意；故选B。
8．（2023·江苏·高考真题）实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A．制取 B．除去中的HCl C．收集 D．吸收尾气中的
【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。
9．（2023·北京·高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A．实验室制 B．实验室收集
C．验证易溶于水且溶液呈碱性 D．除去中混有的少量
【答案】D
【解析】A．MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2，固液加热的反应该装置可用于制备Cl2，A项正确；B．C2H4不溶于水，可选择排水收集，B项正确；C．挤压胶头滴管，水进入烧瓶将NH3溶解，烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉，红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质，C项正确；D．Na2CO3与HCl、CO2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；故选D。
10．（2023·天津·高考真题）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
【答案】D
【解析】A．NO与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故不选A；B．二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2，反应需要吸热，缺少加热装置，故不选B；C．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；D．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；选D。
1．（2025·山东·二模）利用下列装置可实现实验目的的是
A．制备并收集 B．制备氯气
C．定量制备氧气 D．制备
【答案】D
【解析】A．碱石灰溶于水放热，促进浓氨水分解生成氨气，氨气的密度比空气小，用向下排气法收集，试管口应该放置棉花，减少对流，但是导管应该伸入到试管的底部，A错误；B．电解饱和食盐水，阳极应该使用惰性电极，而不是活泼的铁电极，B错误；C．过氧化钠粉末会透过隔板，隔板不起作用，C错误；D．浓盐酸滴入浓硫酸中，浓硫酸被稀释放出大量的热，促使HCl逸出，能制备HCl，D正确；故选D。
2．（2025·全国·模拟预测）某化学实验小组利用以下装置进行相关实验。其中不能达到预期目的的是
A．制备H2S气体 B．干燥H2S气体
C．检验H2S气体 D．对H2S气体进行尾气处理
【答案】B
【解析】A．利用强酸制弱酸原理，能和稀硫酸反应生成和，A正确；B．浓硫酸具有强氧化性，具有还原性，浓硫酸会将气体氧化，不能用浓硫酸干燥气体，B错误；C．与硫酸铜溶液反应生成硫化铜黑色沉淀，可以检验气体，C正确；D．会与氢氧化钠溶液反应，可以用氢氧化钠溶液对气体进行尾气处理，D正确；故答案选B。
3．（2025·广西·三模）氨气是一种重要的化工原料，在工农业生产中有着极为重要的应用，某兴趣小组利用下列装置制取并收集氨气，下列装置(“→”表示气流方向)可以达到目的的是
A．制备氨气 B．净化氨气
C．收集氨气 D．尾气处理
【答案】D
【解析】A．实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气，故A错误；B．不可用无水氯化钙干燥氨气，故B错误；C．氨气密度比空气小，故C装置收集氨气应短进长出，故C错误；D．氨气易溶于水，用水吸收氨气，且该装置能防倒吸，故D正确。故选D。
4．（2025·广东深圳·模拟预测）1774年舍勒发现了氯气。下列有关氯气制备的实验装置不正确的是
A．制备氯气 B．净化氯气 C．收集氯气 D．尾气处理
【答案】A
【解析】A．制氯气用浓盐酸与MnO2加热反应，不能用稀盐酸，A错误；B．Cl2中有HCl，先通过饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸干燥，B正确；C．氯气密度大于空气，收集氯气用向上排空气法制取，C正确；D．亚硫酸钠具有还原性，可以与Cl2发生反应，吸收Cl2，D正确；答案选A。
5．（2025·江西·模拟预测）16世纪，利巴菲乌斯正式记载了将食盐和浓硫酸混合加热制备氯化氢的方法。某小组在实验室做红色喷泉实验，下列原理、装置或操作错误的是
A B C D

制备气体 干燥 集干燥的 启动红色喷泉
【答案】C
【解析】A．浓硫酸沸点高于HCl，高沸点酸制取低沸点酸，能达到实验目的，A正确；B．HCl气体不和浓硫酸反应，可以用浓硫酸进行干燥，能达到实验目的，B正确；C．HCl气体密度比空气大，采用向上排空气法收集，图中收集装置进气方向错误，应该短进长出，C错误；D．HCl气体易溶于水，能够形成压强差，从而形成红色喷泉(甲基橙在酸性较强时变红)，D正确；故选C。
6．（2025·广东茂名·二模）按下图连接好实验装置，三通阀接通氨气发生器与烧瓶，滴入浓氨水，待烧杯中酚酞完全变红后，再拧动三通阀使多余氨气通入尾气吸收装置，可见管液面迅速上升形成喷泉。下列有关说法不正确的是
A．该喷泉颜色为红色
B．该装置的优点为能处理多余氨气，减少污染
C．浓氨水与反应有生成，产氨过程熵减
D．若烧瓶内先集满气体，则产生氨气后可见“喷烟”现象
【答案】C
【解析】A．氨气溶于水反应生成一水合氨，一水合氨为弱碱，遇酚酞变红，因此该喷泉颜色为红色，A正确；B．该装置形成喷泉后，装置中产生的多余氨气可通过三通阀利用倒扣的漏斗所处烧杯中的水吸收，减少污染，B正确；C．浓氨水与反应有生成，产氨过程气体分子数增加，为熵增，C不正确；D．若烧瓶内先集满气体，则产生氨气后相遇能反应生成氯化铵，故可见“喷烟”现象，D正确；答案选C。
7．（2025·广东·二模）大约4000年前，埃及人采用硫燃烧的产物来漂白白布匹。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中能达到相应目的的是
A．用甲制取SO2 B．用乙验证SO2的还原性
C．用丙收集SO2 D．用丁处理实验室SO2尾气
【答案】B
【解析】A．浓HNO3具有强氧化性，能将Na2SO3、SO2氧化，不能用浓HNO3与Na2SO3固体反应制取SO2，A不正确；B．SO2与KMnO4发生反应5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4，SO2为还原剂，被KMnO4氧化，则用乙可验证SO2的还原性，B正确；C．SO2的密度比空气大，采用排空气法收集SO2时，SO2气体应长进短出，则用丙不能收集SO2，C不正确；D．SO2易溶于水，但难溶于饱和NaHSO3溶液，则用丁不能处理实验室SO2尾气，D不正确；故选B。
8．（2025·海南省直辖县级单位·三模）某小组在实验室做HCl红色喷泉实验，下列原理、装置或操作错误的是
A．制备HCl气体 B．干燥HCl
C．收集干燥的HCl D．启动红色喷泉
【答案】C
【解析】A．将浓硫酸滴入NaCl固体中，发生反应2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl↑，反应原理为：利用难挥发性酸制易挥发性酸，由此可制得HCl气体，A正确；B．浓硫酸具有吸水性，且不与HCl反应，所以可使用浓硫酸干燥HCl气体，B正确；C．HCl的密度比空气大，HCl气体进入烧瓶后，应将空气排出，则气体在导管中应短进长出，C错误；D．HCl易溶于水后溶液显酸性，甲基橙溶液变红，烧瓶内气体的压强小于大气压强，从而产生红色喷泉，D正确；故选C。
9．（2025·辽宁鞍山·二模）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法(部分实验材料已省略)均正确的是
气体 试剂 制备装置 收集方法
A a d
B 、饱和食盐水 b e
C 、浓盐酸 b c
D 、稀硫酸 b c
【答案】B
【解析】A．KMnO4可以加热分解制氧气，但氧气的密度大于空气，不能用向下排空气法收集，故A错误；B．电石和饱和食盐水在常温下反应生成乙炔，乙炔在水中溶解度不大，可以用排水法收集，故B正确；C．MnO2和浓盐酸反应需要固液加热装置，b中无加热装置，故C错误；D．碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙表面，阻碍碳酸钙和硫酸的接触，实验室制二氧化碳应选用碳酸钙和稀盐酸，故D错误；故选：B。
10．（2025·全国·模拟预测）图示装置能完成相应气体的制备，且能做到随开随用、随关随停的是(除杂、收集和尾气处理装置任选)
选项 气体 试剂
A 块状FeS+稀硫酸
B Cu+浓硫酸
C 锌粉+稀硫酸
D
【答案】A
【解析】图示发生装置为简易启普发生器，用于固体颗粒和液体不加热的反应。
A．FeS与稀硫酸反应制，发生反应，且FeS为块状，能做到随开随用、随关随停，可以用图示装置完成，A正确；B．Cu与浓硫酸反应制需要加热，不能用图示装置完成，B错误；C．锌粉为粉末状，不能放在简易启普发生器的多孔隔板上，不能做到随开随用、随关随停，C错误；D．、均为固体，且制取时需要加热，不能用图示装置完成，D错误；故选A。
11．（2025·北京房山·一模）完成下述实验，装置和试剂均正确的是
实验室制Cl2 实验室制取NH3 实验室收集O2 干燥NH3
A B C D
【答案】C
【解析】A．二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2，需要加热，故不选A；B．实验室中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取NH3，故不选B；C．氧气不易溶于水，用排水法收集氧气，故选C；D．氨气和浓硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选D；选C。
12．（2025·河南郑州·三模）用下图装置及所给试剂能完成相应气体制备和收集的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项 A B C D
试剂 、浓氨水 、饱和食盐水 、稀 、浓盐酸
气体
【答案】D
【解析】A．浓氨水滴入熟石灰中能产生氨气，但氨气密度比空气小，收集氨气不能使用向上排空气法，A不符合题意；B．和饱和食盐水反应生成，的密度比空气小，收集氨气不能使用向上排空气法，B不符合题意；C．和稀反应生成NO，不能生成，C不符合题意；D．和浓盐酸在受热条件下反应生成氯气，氯气的密度比空气大，收集氨气可以使用向上排空气法，D符合题意；故选D。
13．（2025·全国·一模）实验室中，下列气体制备的试剂和装置均正确的是
选项 A B C D
气体
试剂 电石、饱和食盐水 、较浓 、 浓盐酸、
装置 c、f a、e b、e c、d
【答案】A
【解析】A．电石、饱和食盐水反应制备乙炔，选用固体、液体、常温反应装置，乙炔不溶于水，可以用排水法收集，选用装置c、f，A正确；B．二氧化硫密度比空气大且会污染空气不能选用向下排空气法，B错误；C．实验室用固体氯化铵和氢氧化钙加热制氨气，C错误；D．浓盐酸、加热条件下反应生成氯气，发生装置应选a，D错误；故选A。
14．（2025·广东·模拟预测）实验室用乙醇和浓硫酸反应制乙烯，某小组利用以下装置进行该实验。其中难以达到实验目的的是
A．制备乙烯 B．净化乙烯
C．验证乙烯可发生加成反应 D．收集乙烯
【答案】D
【分析】实验室利用乙醇在170℃条件下发生消去反应制备乙烯，由于浓硫酸具有脱水性，可使部分乙醇脱水碳化，然后发生反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O，即制得的乙烯中混有CO2、SO2气体。
【解析】A．乙醇在170°C发生消去反应制备乙烯，图中可以达到实验目的，A不符合题意；B．由于制得的乙烯中混有CO2、SO2气体，氢氧化钠可与CO2、SO2反应，不与C2H4反应，因此可用NaOH溶液净化乙烯，图中可以达到实验目的，B不符合题意；C．将纯净的乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中，溶液褪色，可证明乙烯可发生加成反应，图中可以达到实验目的，C不符合题意；D．乙烯密度与空气接近，其难溶于水，应用排水法收集乙烯，图中装置难以达到目的，D符合题意；故选D。
15．（2025·广东广州·模拟预测）某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法正确的是
A．若制取，则甲中可为蒸馏水，可为电石
B．若制取，则乙中可盛浓溶液以除去
C．若制取，则丙可作气体收集装置
D．若制取，则丁可盛饱和溶液用作尾气处理装置
【答案】C
【解析】A．电石和水反应可生成，由于反应过于剧烈，实验室用饱和食盐水代替水以减缓反应速率，则甲中为饱和食盐水，为电石，A错误；B．具有碱性，能和浓发生反应，浓不能用来干燥氨气，B错误；C．比空气的密度大，可用向上排空气法收集，收集时丙中“长进短出”，C正确；D．若制取，需用氢氧化钠溶液吸收尾气，氯气不溶于饱和食盐水，丁中不能盛放饱和溶液，D错误；故选C。
16．（2025·江苏连云港·一模）实验室用SO2和MgO悬浊液制取MgSO3，下列实验原理与装置不能达到实验目的的是
A．用装置甲制取SO2 B．用装置乙收集SO2
C．用装置丙制取MgSO3 D．用装置丁吸收尾气SO2
【答案】D
【解析】A．NaHSO3与70%硫酸反应可生成SO2，反应方程式为NaHSO3+H2SO4=NaHSO4+SO2↑+H2O，装置甲可制取SO2，A正确；B．SO2密度比空气大，装置乙（向上排空气法 ）可收集SO2，B正确；C．SO2与MgO悬浊液反应可生成MgSO3，装置丙可制取，C正确；D．NaHSO3溶液与SO2不反应，不能吸收尾气，应选NaOH溶液等，D错误；故选D。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)题型04 常见气体的制备原理与装置选用
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在近年高考中，常考查常见气体如CO2、SO2、NO、Cl2等的制备原理与装置的选用问题，多为装置+表格型形式，让考生判断选项中试剂能否用来制备对应气体（利用题给装置），涉及气体的制备原理、净化和尾气处理等环节。有时候也会以题干中要制备的一种气体展开考查。
一、常见气体的制备的思路、原理及装置
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．常见气体制备的反应原理及收集方法
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+2HClCaCl2+CO2↑+H2O 向上排空气法、排饱和NaHCO3溶液
氢气(H2) Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑，Zn+2HClZnCl2+H2↑ 排水法、向下排空气法
硫化氢(H2S) FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑，FeS+2HClFeCl2+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
3.常见气体的发生装置
根据反应物状态和反应条件我们主要掌握以下三类气体发生装置：
（1）固体＋固体气体：可选择 等装置，能制备O2、NH3、CH4等;
（2）固(或液)体＋液体气体：可选择等装置，能制备Cl2、C2H4、NH3等;
（3）固体＋液体―→气体：可选择、、等装置，能制备H2、NH3、CO2、O2等。
3.气体的干燥、净化装置
根据制备气体及气体杂质的性质选择如下气体净化装置及干燥装置：
（1）液态干燥剂或除杂试剂如浓H2SO4(酸性、强氧化性)、NaOH溶液(碱性)等，可选用洗气吸收装置。
（2）固态干燥剂如无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)等，可选用干燥管或U形管吸收装置。
（3）固态除杂试剂如Cu、CuO、Mg等，需加热，可选用加热的硬质玻璃管吸收装置。
注意：净化气体遵循的原则:不损失要净化的气体,不引入新的杂质气体。
4.气体的收集方法及收集装置
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：
（1）排液法：难溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不与其反应的气体可用排液法收集，选用、等收集装置收集。用该装置可收集O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO、C2H2、C2H4等气体。
（2）向上排空气法：密度大于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等气体。
（2）向下排空气法：密度小于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向下排空气法收集，选用等收集装置收集。用该装置可收集H2、NH3、CH4等气体。
5．气体的量取装置
对难溶于水且不与水反应的气体,往往利用量筒或滴定管组装如图所示的装置量取其体积。
6.尾气的处理
根据制备气体的毒性可选择尾气处理方法及吸收装置：
（1）直接排空处理
主要是针对无毒、无害气体的处理，如N2、O2、CO2等。
（2）尾气处理装置
①在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入盛有某种试剂的烧杯中被吸收除去(如图甲)，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。
②某些可燃性气体可用点燃(如图丙)或转化的方法除去，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。
③某些可燃性气体可以采用收集的方法除去(如图丁)，如CH4、C2H4、H2、CO等。
④对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进装置(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水)。
6.气体制备实验中试剂的选择和仪器的装配
（1）试剂的选择：以实验室常用药品为原料，依据造气原理，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。例如：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，用其制取的氢气中常混有HCl气体。
（2）仪器的装配原则：在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先装好后固定；先检查装置的气密性再加入试剂；加入试剂时，先固后液；实验开始时，先验纯，再点燃酒精灯；连接导管时，对于洗气装置应“长”进“短”出，球形干燥管应“大”进“小”出；先净化后干燥。
二、常见气体的制备
1、Cl2的实验室制备
（1）反应原理：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (实验室通常用该法制Cl2)
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (快速制取Cl2，不需要加热)
（2）发生装置：“”型
（3）实验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、 集气瓶
（4）装置图：
（5）净化装置(洗气)：除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。
（6）收集装置：用向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2不溶于饱和食盐水)。
（7）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余氯气，防止污染空气(不能用水代替)。
（8）验满方法：①观察法(黄绿色)②湿润的淀粉—KI试纸(变蓝色)③湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色) ④浓NH3水， 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2。
(9)实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点
①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。
②必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应
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。
2、SO2的实验室制备
（1）反应原理：Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
（2）发生装置：“”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余SO2，防止污染空气 (SO2+2NaOHNa2SO3+H2O )
（7）检验方法：先通入品红试液，褪色，加热后又恢复原红色
3、NH3的实验室制备
（1）反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
（2）发生装置：“”型，与制取氧气的发生装置相同
（3）装置图：
（4）净化装置：用碱石灰干燥
（5）收集装置：NH3极易溶于水 密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集(管口塞一团棉花，避免空气对流)
（6）尾气处理装置：用水吸收多余的氨气，注意防止倒吸
（7）检验方法：①用润湿的红色石蕊试纸检验 ②用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟
（8）验满方法：①将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明氨气已收集满
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，出现大量白烟，则证明氨气已收集满
(9)实验室制取氨气时注意事项
①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。
②制取氨气所用的铵盐不能用硝铵、碳铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分 解产生CO2，使生成的中混有较多CO2杂质。
③消石灰不能用固体NaOH或固体KOH代替，原因是：
a、NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3 b、在高温下也能腐蚀试管
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。
(10)实验室制取少量NH3的两种简易方法 (快速制NH3的方法)
方法 化学方程式 气体发生装置
加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+固体NaOH 浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解
浓氨水+固体CaO NH3·H2O+CaONH3↑+ Ca(OH)2 烧碱或生石灰的作用：一是增大溶液中的OH－浓度，二是溶解或反应放热，促使NH3·H2O转化为NH3
4、乙烯的实验室制法
（1）药品及其比例：无水乙醇、浓硫酸 (体积比为1:3)
（2）反应原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O
有机副反应：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O 无机副反应：C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O
（3）发生装置：“液 +液 气” (铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、温度计、导管、集气瓶、水槽)
（4）收集装置：排水法 (乙烯的收集方法不能用排空气法，因为乙烯的密度和空气接近，使收集的乙烯不纯净)
（5）注意事项：
①反应条件：170°C、浓H2SO4
②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
③加入药品的顺序：碎瓷片无水乙醇浓硫酸，混合时即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，
并用玻璃棒不断搅拌
④浓硫酸：催化剂和脱水剂
⑤碎瓷片的作用：防暴沸
⑥温度计的位置：温度计的水银球要插入反应混和液，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
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
⑩石棉网加热，以防烧瓶炸裂
5、乙炔的实验室制法
（1）反应原料：电石(CaC2)、饱和食盐水
（2）反应原理：CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2 (注意不需要加热)
副反应：CaS＋2H2OCa(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O3Ca(OH)2＋2PH3↑ Ca3As2＋6H2O3Ca(OH)2＋2AsH3↑
（3）发生装置：“固 +液气”型 (不能用启普发生器)
（4）收集装置：排水法或向下排空气法
（5）注意事项
①电石与水反应很剧烈，为了得到平稳的乙炔气流：
a、常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度)； b、分液漏斗控制流速； c、导管口塞棉花，防止泡沫喷出
②生成的乙炔有臭味的原因：夹杂着H2S、PH3、AsH3等特殊臭味的气体，可用CuSO4溶液或NaOH溶液除去杂质气体
③反应装置不能用启普发生器及其简易装置，而改用广口瓶和分液漏斗。为什么？
a、反应放出的大量热，易损坏启普发生器 (受热不均而炸裂)
b、反应后生成的石灰乳是糊状，可夹带少量CaC2进入启普发生器底部，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、氧气的制备
（1）反应原理：2KClO32KCl+3O2↑ 2KMnO4K2MnO4 +MnO2 + O2↑ 2H2O22H2O+O2↑
（2）发生装置：“”型、“固 +液气”型型
（3）装置图：略微向下倾斜的大试管，加热
（4）收集装置：排水法或向上排气法
（5）检验方法：带火星木条,复燃
7、二氧化碳的制备
（1）反应原理：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入饱和NaHCO3溶液(除HCl)，再通入浓H2SO4(除水蒸气)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余CO2
（7）检验方法：通入澄清石灰水，变浑浊
8、氢气的制备
（1）反应原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入浓H2SO4 (除水蒸气)
（5）收集装置：排水法或向下排气法
（6）尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集
（7）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
（1）反应原理：FeS+2HClFeCl2+H2S↑ FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：
（4）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)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收多余H2S，H2S+2NaOHNa2S+H2O或H2S+NaOHNaHS+H2O
（7）检验方法：能使湿润的醋酸铅试纸变黑
10、二氧化氮的制备
（1）反应原理：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：分液漏斗、圆底烧瓶 (或用大试管、锥形瓶)
（4）收集装置：向上排气法
（5）尾气处理装置：用强碱溶液吸收 (2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O)
（6）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
（1）反应原理：Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
（2）发生装置：“固 +液气”型
（3）装置图：分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶)
（4）收集装置：排水法
（5）尾气处理装置：通入足量的氧气，再用强碱溶液吸收
（6）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
（1）反应原理：NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+2HCl↑
（2）发生装置：“”型
（3）装置图：
（4）净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气)
（5）收集装置：向上排气法
（6）尾气处理装置：用强碱溶液吸收
（7）检验方法：通入AgNO3溶液,产生白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶
13、一氧化碳的制备
（1）反应原理：HCOOHCO↑+H2O 浓硫酸对有机物的脱水作用 在蒸馏烧瓶里加入浓硫酸，在分液漏斗里盛放甲酸
（2）发生装置：“液 +液 气”
（3）装置图：分液漏斗，圆底烧瓶
（4）净化装置：通入浓硫酸(除水蒸气)
（5）收集装置：排水法
（6）尾气处理装置：用酒精灯点燃或用气球收集
（7）检验方法：点燃，蓝色火焰，无水珠，产生气体能使澄清石灰水变浑浊。
三、解常见气体的制备原理与装置选用试题的思维建模及解题要领
1、常见气体制备原理的分类与核心反应
气体制备原理需紧扣“反应物状态+反应条件”，微型实验中常见气体的制备原理可分为三大类，对应核心反应及气体如下：
反应类型 核心特征 典型气体 微型实验反应示例
固固加热型 固体反应物+加热条件 O2、NH3 加热NH4Cl与Ca(OH)2混合物（微型试管中进行，减少NH3泄漏）
固液常温型 固体+液体，无需加热 H2、CO2、H3S 锌粒与稀硫酸在注射器中反应（控制推液速率调节H2生成速率）
固液（或液液）加热型 固体+液体（或液体+液体）+加热 Cl2、SO2、NO2 MnO2与浓盐酸在微型蒸馏烧瓶中加热制Cl2（用微型酒精灯控温，减少HCl挥发）
2、装置选用的思维建模：“反应特征→气体性质→装置匹配”三步法
第一步：确定发生装置——基于反应特征
核心依据：反应物状态（固/液）+反应条件（加热/常温），微型实验中装置需体现“简化性”和“可控性”。
①固固加热型：选“微型试管+微型酒精灯”（如制O 用KMnO 加热，试管口略向下倾斜防冷凝水倒流）。
②固液常温型：选“井穴板+胶头滴管”或“注射器+具支试管”（如制CO 用大理石与稀盐酸，用注射器控制盐酸滴加速度）。
③固液加热型：选“微型蒸馏烧瓶+微型酒精灯”（如制Cl ，用分液漏斗替代传统长颈漏斗控制浓盐酸滴加）。
第二步：确定收集装置——基于气体性质
核心依据：密度（与空气对比）+溶解性（是否溶于水）+化学稳定性（是否与空气成分反应）。
收集方法 适用气体特征 微型装置创新
向上排空气法 密度比空气大（如Cl2、CO2） 用微型集气瓶+短进长出导管
向下排空气法 密度比空气小（如H2、NH3） 用注射器直接收集（针头朝下）
排水法 难溶于水且不与水反应（如O2） 用井穴板注水，气体通入排开水
第三步：确定尾气处理装置——基于环保与安全
核心依据：气体毒性+酸性/碱性（微型实验强调“减量化”和“无害化”）。
①酸性有毒气体（Cl2、SO2）：用微型多孔球泡通入少量NaOH溶液吸收。
②碱性气体（NH3）：用稀硫酸浸湿的棉花团放在收集装置口（减少挥发）。
③可燃性气体（H2、CO）：微型导管导出后点燃（需验纯，避免爆炸）。
3、解题核心要领：“四查四判”排除法
（1）查反应原理与装置的匹配性
①易错点：将固液常温反应错用加热装置（如制CO2用酒精灯加热），或固固加热反应漏用棉花（如KMnO4制O2试管口未放棉花导致导管堵塞）。
②判断方法：先标注反应物状态（固/液）和反应条件（△/常温），再对应发生装置类型。
（2）判收集方法与气体性质的一致性
①易错点：用排水法收集易溶于水的气体（如NH3、HCl），或用向下排空气法收集密度比空气大的气体（如Cl2用向下排空气法）。
②判断方法：记“密度口诀”（空气平均式量29，气体式量＞29则向上，＜29则向下）；记“溶解性表”（NH3、HCl极易溶，CO2可溶，O2、H2难溶）。
（3）查尾气处理的环保与安全性
①易错点：Cl2尾气用澄清石灰水吸收（浓度低，吸收不彻底）；NH3尾气直接排放（污染空气）。
②判断方法：微型实验中优先选“少量高效”试剂（如Cl2用浓NaOH溶液，NH3用稀硫酸），并检查是否有防倒吸装置（如NH3吸收用倒扣的微型漏斗）。
（4）判微型装置的功能替代合理性
①创新点：注射器替代分液漏斗（控制反应速率）、井穴板替代集气瓶（多组平行实验）、青霉素瓶替代尾气吸收瓶（密封防泄漏）。
②判断方法：用“装置功能分析法”（如注射器的“推/拉”可控制反应物接触与分离，实现反应启停）。
1．（2025·河北·高考真题）如图所示装置(加热、除杂和尾气处理装置任选)不能完成相应气体的制备和检验的是
A．电石与饱和NaCl溶液 B．固体与70%的浓
C．大理石与稀HCl D．固体与水
2．（2024·重庆·高考真题）某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A．若制取，则a为浓氨水，b可为氧化钙
B．若制取，则乙可盛饱和食盐水以除去
C．若制取，则丙可作气体收集装置
D．若制取，则丁可盛水用作尾气处理装置
2．（2025·四川·高考真题）下列实验装置使用正确的是
A．实验室制取氨气 B．实验室制取氯气
C．实验室制备乙酸乙酯 D．实验室制备溴乙烷
3．（2024·广西·高考真题）将NaCl固体与浓硫酸加热生成的HCl气体通至饱和NaCl溶液，可析出用于配制标准溶液的高纯度NaCl，下列相关实验操作规范的是
A．制备HCl B．析出NaCl C．过滤 D．定容
5．（2024·广东·高考真题）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
制备 净化、干燥
C D
收集 验证的氧化性
6．（2024·河北·高考真题）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 饱和溶液+浓硫酸
B 浓盐酸
C 固体熟石灰
D 石灰石+稀盐酸
7．（2023·重庆·高考真题）下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
A B C D

制取 转移溶液 保护铁件 收集
8．（2023·江苏·高考真题）实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A．制取 B．除去中的HCl C．收集 D．吸收尾气中的
9．（2023·北京·高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A．实验室制 B．实验室收集 C．验证易溶于水且溶液呈碱性 D．除去中混有的少量
10．（2023·天津·高考真题）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
1．（2025·山东·二模）利用下列装置可实现实验目的的是
A．制备并收集 B．制备氯气
C．定量制备氧气 D．制备
2．（2025·全国·模拟预测）某化学实验小组利用以下装置进行相关实验。其中不能达到预期目的的是
A．制备H2S气体 B．干燥H2S气体
C．检验H2S气体 D．对H2S气体进行尾气处理
3．（2025·广西·三模）氨气是一种重要的化工原料，在工农业生产中有着极为重要的应用，某兴趣小组利用下列装置制取并收集氨气，下列装置(“→”表示气流方向)可以达到目的的是
A．制备氨气 B．净化氨气
C．收集氨气 D．尾气处理
4．（2025·广东深圳·模拟预测）1774年舍勒发现了氯气。下列有关氯气制备的实验装置不正确的是
A．制备氯气 B．净化氯气 C．收集氯气 D．尾气处理
5．（2025·江西·模拟预测）16世纪，利巴菲乌斯正式记载了将食盐和浓硫酸混合加热制备氯化氢的方法。某小组在实验室做红色喷泉实验，下列原理、装置或操作错误的是
A B C D

制备气体 干燥 集干燥的 启动红色喷泉
6．（2025·广东茂名·二模）按下图连接好实验装置，三通阀接通氨气发生器与烧瓶，滴入浓氨水，待烧杯中酚酞完全变红后，再拧动三通阀使多余氨气通入尾气吸收装置，可见管液面迅速上升形成喷泉。下列有关说法不正确的是
A．该喷泉颜色为红色
B．该装置的优点为能处理多余氨气，减少污染
C．浓氨水与反应有生成，产氨过程熵减
D．若烧瓶内先集满气体，则产生氨气后可见“喷烟”现象
7．（2025·广东·二模）大约4000年前，埃及人采用硫燃烧的产物来漂白白布匹。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中能达到相应目的的是
A．用甲制取SO2 B．用乙验证SO2的还原性
C．用丙收集SO2 D．用丁处理实验室SO2尾气
8．（2025·海南省直辖县级单位·三模）某小组在实验室做HCl红色喷泉实验，下列原理、装置或操作错误的是
A．制备HCl气体 B．干燥HCl
C．收集干燥的HCl D．启动红色喷泉
9．（2025·辽宁鞍山·二模）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法(部分实验材料已省略)均正确的是
气体 试剂 制备装置 收集方法
A a d
B 、饱和食盐水 b e
C 、浓盐酸 b c
D 、稀硫酸 b c
10．（2025·全国·模拟预测）图示装置能完成相应气体的制备，且能做到随开随用、随关随停的是(除杂、收集和尾气处理装置任选)
选项 气体 试剂
A 块状FeS+稀硫酸
B Cu+浓硫酸
C 锌粉+稀硫酸
D
11．（2025·北京房山·一模）完成下述实验，装置和试剂均正确的是
实验室制Cl2 实验室制取NH3 实验室收集O2 干燥NH3
A B C D
12．（2025·河南郑州·三模）用下图装置及所给试剂能完成相应气体制备和收集的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项 A B C D
试剂 、浓氨水 、饱和食盐水 、稀 、浓盐酸
气体
13．（2025·全国·一模）实验室中，下列气体制备的试剂和装置均正确的是
选项 A B C D
气体
试剂 电石、饱和食盐水 、较浓 、 浓盐酸、
装置 c、f a、e b、e c、d
14．（2025·广东·模拟预测）实验室用乙醇和浓硫酸反应制乙烯，某小组利用以下装置进行该实验。其中难以达到实验目的的是
A．制备乙烯 B．净化乙烯
C．验证乙烯可发生加成反应 D．收集乙烯
15．（2025·广东广州·模拟预测）某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法正确的是
A．若制取，则甲中可为蒸馏水，可为电石
B．若制取，则乙中可盛浓溶液以除去
C．若制取，则丙可作气体收集装置
D．若制取，则丁可盛饱和溶液用作尾气处理装置
16．（2025·江苏连云港·一模）实验室用SO2和MgO悬浊液制取MgSO3，下列实验原理与装置不能达到实验目的的是
A．用装置甲制取SO2 B．用装置乙收集SO2
C．用装置丙制取MgSO3 D．用装置丁吸收尾气SO2
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