考向11 气体的制备、净化、干燥和收集-2021年高考二轮小专题复习满分计划系列（专题三 基础实验）

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气体的制备、净化、干燥和收集
一、气体的制备
1、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，制取的氢气中常混有 HCl 气体
2、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。实验装置选择的思路：
3、仪器的组装
装配仪器的原则：组装仪器时，应从下而上，从左至右，先装好后固定；先检验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，再点灯；连接导管时，对于洗气装置应“长”进“短”出；
干燥管应“大”进“小”出；先净化后干燥
4、气体的除杂
(1)除杂顺序：先除杂，后除水，加热除氧放末尾
(2)解题步骤
① 判断气体中的杂质，判断方法：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
如：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 根据杂质选择合适的试剂
③ 根据试剂选择合适的装置
5、尾气处理：常见的处理方法：燃烧法(如CH4、C2H2、H2、C O)，碱液吸收(如Cl 2、NO2、H2S、SO2)，水溶
法(如HCl、NH3)
二、常见气体的除杂与干燥：除去气体中混有杂质的关键有两点：一是选择合适的除杂试剂；二是选择合适的
分离及提纯方法
(1)常见气体的净化
气体 所含杂质 净化剂 净化装置
CO2HCl 饱和碳酸氢钠溶液
洗气瓶[
CO2SO2饱和碳酸氢钠溶液
H2HCl 水或氢氧化钠溶液
Cl2HCl 饱和食盐水
SO2HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液
乙炔 H2S硫酸铜溶液或氢氧化钠
溶液
乙烯 SO2、CO2氢氧化钠溶液
乙烷 乙烯 溴水
O2Cl2氢氧化钠溶液
氨气 H2O碱石灰
干燥管
CO CO2或H2O碱石灰
N2O2灼热的铜网
硬质玻璃管
CO2CO 灼热的氧化铜
(2)气体的干燥：气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；
气体干燥的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等
类型 酸性干燥剂 碱性干燥剂(固
体)
中性干燥剂(固
体)
常用试剂 浓硫酸(具有强氧化性) P2O5(固体)硅胶 碱石灰、CaO 无水 CaCl2
可干燥的
气体
N2、O2、H2、Cl2、CO
、CO2、SO2、HCl、N
O、NO2、CH4、C2H4、
C2H2
H2S、HBr 、HI
及浓硫酸干燥的
气体
O2、H2、Cl2、
CO2
、CH4 、C2H4
、
C2H2
可干燥 NH3及中
性气体
可干燥除 NH3以
外的所有气体
三、气体的收集
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、CH4Cl2、CO2、NO2、SO 2H2、NH3
四、尾气处理方法：对于有毒、有害、可燃、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变
为无毒、无害、无污染的物质。对于无毒、无害气体可直接排放，如 N2、O2、CO2等
(1)吸收原则：能充分吸收气体；不能倒吸
(2)常见装置
① 吸收溶解度较小的尾气(如Cl2等)用图 D装置
② 吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图 B、C装置
③CO、H2等气体可用点燃或收集的方法除去，用图 A、E装置
(3)有些反应物需要防潮处理(如FeCl3、AlCl3等)，这时尾气处理前必须有干燥装置，以防止空气中的水蒸气进
入，如图所示。
五、实验中 4组特定“仪器组合”
(1)量气装置：装置 D在读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，反应前后甲管中的液面差值即为气体
体积
(2)冷凝回流装置
①当反应物易挥发时，为防止反应物过多挥发损耗，可进行冷凝回流
②甲相当于空气冷凝，乙、丙是用水冷凝，注意水从下口流入，上口流出
(3)防倒吸装置
① 液体容纳：图甲、乙原理相同，当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减小，吸收液上升到漏斗或干
燥管中，导致烧杯中液面下降；使漏斗口、干燥管脱离液面，吸收液受自身重力作用又流回烧杯内，从而防止
吸收液倒吸
② 安全瓶：如图丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液进入安全瓶，从而防止吸收液进入受热仪
器或反应容器，起到防倒吸作用
③间接吸收：如图丁所示，NH3、HCl 等易溶于水却不溶于 CCl4的气体，在CCl4中形成气泡，增大与水的接
触面积，进行间接吸收，可以达到防倒吸的目的
④气压平衡：如图戊所示，为防止反应体系的压强减小引起吸收液的倒吸，可以在密闭系统中连接一个与大
气相通的液封玻璃管，保持瓶内压强等于大气压而防止倒吸
(4)气体混合装置
① 使反应的气体混合均匀；②根据液体中气泡的生成速率调节气体的混合比例；③除气体杂质
六、实验室制取气体的装置
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
固—液加热
型或液—液
加热型 Cl2、HCl 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
热型或液—
液不加热型
、 、
H2、CO2、S
O2、NO、N
O2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
七、常见气体制备的反应原理
1、氯气的实验室制法
(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
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