专题十 第八讲 以气体制备为主线的仪器连接型实验方案的设计与评价（含解析）2026届高中化学大一.docVIP

以气体制备为主线的仪器连接型实验方案的设计与评价

【方法与技巧】

一、气体物质制备流程

实验装置选择的思路

1．气体制备的发生装置

(1)常见气体的实验室制备原理

气体

实验室制备原理

收集装置

Cl2

MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2＋2H2O

2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

向上排空气法、排饱和食盐水法

NH3

Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

向下排空气法

SO2

Na2SO3＋H2SO4(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋SO2↑＋H2O

Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O

向上排气法

C2H4

CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O

排水法

C2H2

CaC2＋2H2OC2H2↑＋Ca(OH)2

排水法

O2

①2KMnO4eq\o(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑

②2KClO3eq\o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑

③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

=4\*GB3④2H2O2eq\o(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑

排水法、向上排空气法

H2

Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

排水法、向下排空气法

CO2

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O

CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O

向上排空气法

NO

3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

排水法

NO2

Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

向上排空气法

H2S

FeS＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2S↑

FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑

向上排空气法

(2)气体发生装置的选择：根据制备原理、反应物状态和反应所需条件、制取气体的量等因素来设计反应装置

①固＋固eq\o(―――→,\s\up7(△))气体

装置图

适用气体

注意事项

a．O2(KClO3、KMnO4分解)

b．NH3[NH4Cl和Ca(OH)2反应]

a．试管要干燥

b．试管口略低于试管底

c．加热时先均匀加热再固定加强热

d．用高锰酸钾制取氧气时，需在管口处塞一小团棉花

②固＋液eq\o(―――→,\s\up7(△))气体或液＋液eq\o(―――→,\s\up7(△))气体

装置图

适用气体

注意事项

a．SO2(Na2SO3和浓H2SO4反应或Cu和浓H2SO4反应)

b．Cl2(MnO2和浓HCl反应)

c．HCl(NaCl和浓H2SO4反应)

a．加热烧瓶时要垫石棉网

b．反应物均为液体时，烧瓶内要加沸石或碎瓷片

③固＋液气体

装置图

适用气体

a．H2(Zn和稀H2SO4反应或Zn和稀盐酸反应)

b．CO2(CaCO3和稀盐酸反应或CaCO3和稀硝酸反应)

c．NO(Cu和稀硝酸反应)

d．NO2(Cu和浓硝酸反应)

e．H2S(FeS和稀H2SO4反应或FeS和稀盐酸反应)

a．O2(MnO2催化H2O2分解)

b．SO2(Na2SO3和浓H2SO4反应)

c．C2H2(CaC2和水反应)

注意事项

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

【微点拨】

a．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

b．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

(3)气体制备装置的创新

①“固(液)＋液eq\o(―――→,\s\up7(△))气体”装置的创新

图A的改进优点是能控制反应液的温度，如：乙烯的制备CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O

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；两容器内气体压强相等，便于液体顺利流下

②固体加热制气体装置的创新

试管形状的创新

改进的目的

该装置用于加热易液化的固体物质，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流

实例

草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2，因此用草酸晶体受热分解制取CO气体可用此装置

③“块状