专题讲座（四）常见气体的实验室制备、净化和收集第一部分：高考真题感悟1．（2022·广东·高考真题）实验室用和浓盐酸反应生成后，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；答案选D。2．（2021·海南·高考真题）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abA稀B溶液C浓铁片D浓氨水【答案】B【解析】A．与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥，故A错误；B．发生反应2H2O22H2O+O2，浓硫酸干燥氧气，故B正确；C．铁片和浓硝酸常温下发生钝化，故不能制取二氧化氮气体，故C错误；D．氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，故D错误；故选B。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ACa(OH)2＋NH4ClNH3BMnO2＋HCl(浓)Cl2CMnO2＋KClO3O2DNaCl＋H2SO4(浓)HCl【答案】C【解析】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为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故D错误。4．(2020·江苏，5)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( )【答案】D【解析】A对，碳酸钙与稀盐酸反应可制备CO2，且为固液常温型反应，装置也正确；B对，CO2密度比空气大，可以用向上排空气法收集；C对，分离固体与液体，可采用过滤的方法；D错，CaCl2·6H2O晶体可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法制得，采用蒸发结晶法易导致CaCl2·6H2O失去结晶水。5．(2017·全国卷Ⅰ，10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )A．①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气【答案】B【解析】A项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在③中，错误；B项，先通H2以排出空气，加热前应先检验H2的纯度，正确；C项，若先停止通H2，空气中的氧气有可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；D项，MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。第二部分：最新模拟精练完卷时间：50分钟一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）1．（2022·山东泰安·一模）关于下列各实验装置及药品的叙述中，正确的是A．装置①可用于实验室制取少量B．可用从左侧加水的方法检验装置②的气密性C．利用装置③验证铁的析氢腐蚀D．装置④随关随停制氨气【答案】A【解析】A．二氧化锰催化过氧化氢制氧气为固液不加热反应，装置①可用于实验室制取少量，A正确；B．右侧为敞口体系，不能检验装置②的气密性，B错误；C．铁的析氢腐蚀需要较强的酸性环境，C错误；D．碱石灰中氢氧化钠溶于水、氧化钙和水生成粉末状氢氧化钙，隔板不起作用，D错误；故选A。2．（2022·北京延庆·一模）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ANH3NH4ClaeBCl2MnO2+浓盐酸bdCNO2Cu+浓HNO3bfDCH2=CH2C2H5OH+浓H2SO4cf【答案】D【解析】A．制备氨气应选用氯化铵和氢氧化钙固体，只用氯化铵无法制得氨气，A错误；B．浓盐酸与二氧化锰需要加热才能反应生成氯气，制备装置应选用c，B错误；C．NO2会和水反应，不能用排水法收集，C错误；D．乙醇与浓硫酸共热至170℃发生消去反应制取乙烯，所以制备装置选c，乙烯难溶于水，可以用排水法收集，D正确；综上所述答案为D。3．（2021·上海松江·二模）下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气【答案】A【解析】A．浓氨水遇碱石灰放出氨气，实验室可以用装置甲制备氨气，故选A；       B．浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，浓硫酸能吸收氨气，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B；C．体系密闭，若用装置丙收集氨气，空气无法排除，故不选C；       D．氨气极易溶于水，漏斗口浸没在水中，若用装置丁吸收多余的氨气，引起倒吸，故不选D；选A。4．（2022·河南·模拟预测）下列制备并收集气体的方法不可行的是气体方法ACl2将浓盐酸滴入高锰酸钾固体中，用排饱和食盐水法收集BNH3将浓氨水滴入NaOH固体中，用向下排空气法收集CNO2将铜片加入浓硝酸中，用排水法收集DSO2铜与浓硫酸混合加热，用排饱和亚硫酸氢钠溶液法收集【答案】C【解析】根据物质的性质判断是否发生反应，利用是否反应判断能否制取该气体，利用气体的性质判断收集的方法，不溶于水的气体可以利用排空气法，不与溶液反应的气体可以用排液法进行收集；A．浓盐酸具有还原性，高锰酸钾具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，可以生成氯气，而氯气在饱和食盐水中的溶解度比较低，故可以排饱和食盐水收集，故A不符合题意；B．氢氧化钠溶于水放热，且导致溶液中氢氧根离子浓度增大，导致氨气放出，因为氨气的密度比空气小，可以用向下排空气法收集，故B不符合题意；C．二氧化氮与水会发生反应，故不能用排水法收集二氧化氮，故C符合题意；D．铜与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫，二氧化硫在亚硫酸氢钠溶液中溶解度比较小，故可以利用排饱和亚硫酸氢钠溶液收集，故D不符合题意；故选答案C。5．（2022·贵州铜仁·二模）用如图所示装置制备并收集气体，其中合理的是选项反应物制备的气体A稀盐酸+石灰石CO2B浓盐酸+MnO2Cl2CHNO3(稀)+铜片NODH2SO4(稀)+ZnH2【答案】A【解析】A．稀盐酸和石灰石反应为固体和液体反应，二氧化碳的密度大于空气，故用长管进短管处的连接方式，故A正确；B．浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气需要加热，故B错误；C．一氧化氮气体易于氧气反应且密度与空气接近，故不能用排空气法收集，故C错误；D．氢气的密度小于空气，应该短管进长管出，故D错误；故选A。6．（2022·浙江绍兴·模拟预测）下列实验操作不正确的是A．洗气B．干燥气体C．用水吸收NH3D．排空气法收集H2【答案】D【解析】A．洗气气体从长导管进入液体中，短导管出，A正确；B．气体从导管处进入碱石灰中，经干燥后从另一头出，B正确；C．氨气极易溶于水，图示装置可有效防止倒吸，C正确；D，收集H2应该用排水集气法或者向下排空气法，图示装置错误，D错误；故答案选D。7．（2022·上海上海·二模）实验室制取乙烯并验证其化学性质，下列装置正确的是A．制备乙烯B．除去杂质C．验证加成反应D．收集乙烯【答案】C【解析】A．用乙醇与浓硫酸混合液加热170℃，乙醇发生消去反应制备乙烯，要使用温度计测量溶液的温度，因此温度计的水银球要在溶液的液面以下，A错误；B．用NaOH溶液除去制取乙烯的杂质SO2、CO2时，导气管应该是长进短出，导气管连接顺序反了，B错误；C．乙烯若与Br2发生加成反应，产生反应产生1,2-二溴乙烷会溶解在四氯化碳中，使溶液橙色褪去，因此可以证明乙烯发生了加成反应，C正确；D．乙烯与空气密度非常接近，气体容易与空气混合，导致不能收集到纯净气体，因此不能使用排空气方法收集，应该使用排水方法收集，D错误；故合理选项是C。8．（2022·广西广西·模拟预测）碳酰氯(COCl2)俗名光气，熔点为-118°C，沸点为8.2°C，遇水迅速水解。生成氯化氢。光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成。下列说法错误的是A．装置丁中发生反应的化学方程式为2CHCl3+O22COCl2+2HClB．装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢C．丁中冰水混合物的作用是降温，防止COCl2挥发D．装置的连接顺序(装置可重复使用)应为c→a→b→e→f→a→b→d【答案】D【解析】光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成，且光气遇水迅速水解，由实验装置可知，乙装置制备氧气，然后经甲干燥氧气，在装置丁中合成光气，丁后面需连接干燥装置防止水进入丁中，最后连接丙装置吸收尾气。A．装置丁中氯仿和氧气在光照条件下合成光气，反应的化学方程式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl，故A正确；B．装置丁中生成氯化氢，氯化氢极易溶于水，倒扣的漏斗可防止倒吸，则装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢，故B正确；C．COCl2的沸点为8.2°C，沸点较低易挥发，则冰水混合物的作用是降温，防止COCl2挥发，故C正确；D．由上述分析可知，乙装置制备氧气，然后经甲干燥氧气，在装置丁中合成光气，丁后面需连接干燥装置防止水进入丁中，最后连接丙装置吸收尾气，则装置的连接顺序为c→b→a→e→f→b→a→d，故D错误；答案选D。9．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）化学是以实验为基础的自然科学。下列实验操作规范且能达到实验目的的是A．利用图甲制备SO2气体B．利用图乙制备干燥的NO2C．利用图丙制备乙酸乙酯D．利用图丁装置制备、干燥、收集氨【答案】C【解析】A．铜与浓硫酸反应需要加热，此装置没有加热仪器，故A错误；B．冷的浓硝酸与铁反应会发生钝化，不能用来制备二氧化氮气体，故B错误；C．饱和碳酸钠溶液可中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度，使用干燥管可防止倒吸，故C正确；D．生石灰溶于水放热且与水反应生产氢氧化钙增大氢氧根离子浓度，促使氨水产生氨气，氨用碱石灰来干燥，用向下排空气的方法可以收集氨，但需要将导管伸入试管底部，故D错误；故选C。10．（2022·江苏南通·模拟预测）NaClO是家用消毒液的有效成分，可通过Cl2与NaOH反应制得。NaClO能与CO2反应生成HClO。常温下ClO2为黄绿色有毒气体，易溶于水。ClO2体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸，与碱反应生成ClO和ClO等。实验室制备ClO2的反应原理为2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。实验室用如图所示方法制备ClO2水溶液，下列说法不正确的是A．KClO3发生氧化反应 B．反应过程中需持续通入N2C．乙装置应置于冰水浴中 D．丙装置用于吸收ClO2尾气【答案】A【解析】甲装置用来制备ClO2，反应原理为题中所给化学方程式，其中KClO3作为氧化剂，草酸作为还原剂。产生的ClO2进入乙装置中用水吸收得到其水溶液，丙装置的作用是吸收ClO2，防止污染空气。A．根据分析，KClO3作为氧化剂，发生还原反应，A错误；B．ClO2体积分数大于10%时可能发生爆炸，所以需要持续通入氮气稀释ClO2，B正确；C．ClO2水溶液在温度过高时可能发生爆炸，乙装置应在冰水浴中，C正确；D