热点4 化学实验的装置与操作分析- 高考化学专练【热点·重点·难点】

热点4  化学实验的装置与操作分析

【命题规律】

本专题考点为高考高频考点。通常以拼盘的方式考查化学实验常用仪器的主要用途和使用方法，物质的检验、分离与提纯方法等化学实验基本操作规范。题型主要为选择题，难度中等。主要考查学生的实验探究与创新意识、科学态度与社会责任素养。

【备考建议】

2021年高考备考应重点关注真实情境下物质的制备、物质的定性和定量探究题型。

【限时检测】（建议用时：30分钟）

1．（2020新课标Ⅰ）下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是

【答案】A

【解析】

A．SO2和H2S都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；因此在用酸性高锰酸钾溶液除杂质H2S时，SO2也会被吸收，故A项不能实现除杂目的；

B．氯气中混有少量的氯化氢气体，可以用饱和食盐水除去；饱和食盐水在吸收氯化氢气体的同时，也会抑制氯气在水中的溶解，故B项能实现除杂目的；

C．氮气中混有少量氧气，在通过灼热的铜丝网时，氧气可以与之发生反应： ，而铜与氮气无法反应，因此可以采取这种方式除去杂质氧气，故C项能实现除杂目的；

D．NO2可以与NaOH发生反应：，NO与NaOH溶液不能发生反应；尽管NO可以与NO2一同跟NaOH发生反应：，但由于杂质的含量一般较少，所以也不会对NO的量产生较大的影响，故D项能实现除杂的目的；答案选A。

2．（2020新课标Ⅲ）喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是

【答案】B

【解析】

能够发生喷泉实验，需要烧瓶内外产生明显的压强差；产生压强差可以通过气体溶于水的方法，也可以通过发生反应消耗气体产生压强差，据此分析。

A．由于硫化氢气体和盐酸不发生反应且硫化氢在水中的溶解度较小，烧瓶内外压强差变化不大，不会出现喷泉现象，A错误；

B．氯化氢可以和稀氨水中的一水合氨发生反应，使烧瓶内外产生较大压强差，能够出现喷泉实验，B正确；

C．一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉现象，C错误；

D．二氧化碳不会溶于饱和碳酸氢钠溶液中，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉实验，D错误；

故选B。

3．（2020江苏卷）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是

【答案】B

【解析】

A .加入碘水后，溶液呈蓝色，只能说明溶液中含有淀粉，并不能说明淀粉是否发生了水解反应，故A错误；

B.加入盐酸后，产生大量气泡，说明镁与盐酸发生化学反应，此时溶液温度上升，可证明镁与盐酸反应放热，故B正确；

C.BaCl2、CaCl2均能与Na2CO3反应，反应产生了白色沉淀，沉淀可能为BaCO3或CaCO3或二者混合物，故C错误；

D.向H2O2溶液中加入高锰酸钾后，发生化学反应2KMnO4+3H2O2=2MnO2+2KOH+2H2O+3O2↑等(中性条件)，该反应中H2O2被氧化，体现出还原性，故D错误；

综上所述，故答案为：B。

4．（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

【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。

5．（2021届广东省惠州市高三上学期一调）下列实验现象预测正确的是

①实验Ⅰ：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变

②实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，溶液的颜色没有变化

③实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色

④实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应

A．① B．② C．③ D．④

【答案】D

【详解】

①实验Ⅰ：振荡后静置，由于上层苯中溶解的溴不断与NaOH溶液反应，所以上层溶液的颜色最终变为无色，①不正确；

②实验Ⅱ：浓硫酸使蔗糖先碳化，后将碳氧化生成CO2、SO2等，CO2在酸性KMnO4溶液中溶解度不大而以气泡逸出，SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应，将其还原，从而使溶液颜色逐渐褪去，②不正确；

③实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，与Cu发生反应生成NO等，溶液中有气泡产生，广口瓶内NO与O2反应生成NO2，气体为红棕色，③不正确；

④实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，此时得到氢氧化铁胶体，当光束通过体系时，可看到一条光亮的通路，产生丁达尔效应，④正确；

综合以上分析，只有④正确，故D符合；

故选D。

6．（2021届四川省南充市高三第一次诊断考试）用下图装置(夹持、加热装置略)进行实验，有乙中现象，不能证实甲中发生反应的是(    )

【答案】A

【详解】

A．铁粉与水蒸气加热时，乙试管中肥皂水冒泡，有可能是水蒸气蒸发，不能证明甲中有反应发生，故A选；

B．加热和混合物时，乙试管中湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明有氨气产生，则甲试管中物质发生变化，能说明甲试管中发生了化学反应，故B不选；

C．乙试管中带火星木条复燃，则说明甲试管中生成了氧气，则说明甲试管中固体受热分解，故C不选；

D．乙试管中的溶液褪色，则说明甲试管中生成了能与Br2发生反应的物质，因此甲试管中石蜡油(高级烷烃混合物)在碎瓷片上受热分解生成了烯烃，故D不选；

综上所述，答案为A。

7．（2021届陕西省汉中市高三一模）用下列实验装置能达到相关实验目的的是(    )

【答案】D

【详解】

A． 胶体和溶液中的分散质都可以通过滤纸，除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl溶液应该用渗析，故A错误；

B．二氧化氮能与水反应，不能用排水法收集二氧化氮 ，应用排空气法收集，故B错误；

C．实验室灼烧固体应该在坩埚中 ，蒸发皿是蒸发溶液的，故C错误；

D．符合中和热实验的测定装置，故D正确；

故选：D。

8．（2021届云南省红河州高三一检）下列有关实验，对应现象以及结论都正确的是(    )

【答案】A

【详解】

A．前者溶液变蓝，则溶液中存在碘单质；后者有黄色沉淀为AgI，溶液中存在碘离子，即碘与碘离子共存，KI3溶液中存在平衡：I⇌I2+ I-，A结论正确；

B．溶液中滴入过量NaOH溶液，过量的NaOH能与铜离子反应生成蓝色沉淀，不能判断Ksp[Cu(OH)2]小于Ksp[Mg(OH)2]，B结论错误；

C．Fe-Cu原电池中，Fe作负极，不会溶解Cu，C结论错误；

D．CH3CH2Br与NaOH溶液共热，生成NaBr，取出上层水溶液含有NaBr、NaOH，NaOH能与AgNO3反应生成沉淀，不能判断CH3CH2Br在NaOH溶液中发生了水解，D结论错误；

答案为A。

9．（2021届四川省内江市高三一模）下列根据实验操作及现象所得出的结论正确的是

【答案】A

【详解】

A．将铜粉加入Fe2(SO4)3溶液中，发生反应2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋，则氧化性Fe3+＞Cu2+，A正确；

B．蔗糖水解时，加入稀硫酸作催化剂，由于未加碱中和硫酸，加入的新制Cu(OH)2悬浊液被硫酸溶解，不能将葡萄糖氧化，所以虽然未见砖红色沉淀产生，并不能证明淀粉未水解，B不正确；

C．向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生的白色沉淀不一定是BaSO4，也可能为AgCl，C不正确；

D．经硫酸处理的K2Cr2O7中吹入乙醇蒸气，固体由橙色变为绿色，乙醇表现还原性，D不正确；

故选A。

10．（2021届上海虹口区高三一模）除去下列物质中含有的少量杂质(括号内为杂质)，所选试剂不正确的是

A．溴苯(Br2)：NaOH溶液

B．C2H2(H2S)：CuSO4溶液

C．AlCl3溶液(Fe3+)：NaOH溶液、二氧化碳

D．NaCl溶液()：BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸

【答案】C

【详解】

A．Br2与NaOH溶液反应生成可溶于水的NaBr、NaBrO，与溴苯分层，然后分液达到除杂的目的，A正确；

B．加入CuSO4溶液可发生反应：，C2H2不反应，B正确；

C．加入足量NaOH溶液，AlCl3溶液转化为NaAlO2和NaCl，Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，滤液中通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，不能获得氯化铝溶液，C错误；

D．依次通入BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸，先生成硫酸钡沉淀除去，再生成碳酸钡沉淀除掉多余的钡离子，过滤后用盐酸除去多余的碳酸根离子，可达到除杂效果，D正确；

答案选C。

11．（2021届上海市松江区高三一模）用下列实验器材(省略夹持装置)，能完成相应实验的是

【答案】C

【详解】

A．硫酸铜溶液的浓缩结晶，除去使用烧杯、玻璃棒、蒸发皿外，还需使用酒精灯、坩埚钳等，A不符合题意；

B．用固体氯化钠配制0.5mol/L氯化钠溶液，除去使用烧杯、胶头滴管、电子天平外，还需使用一定规格的容量瓶、玻璃棒等，B不符合题意；

C．用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI时，应先往NaI溶液中加入溴水，再加入CCl4萃取分液，所以需使用的仪器有烧杯、胶头滴管、分液漏斗等，C符合题意；

D．用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡时，需使用过滤操作，除使用烧杯、玻璃棒、滤纸外，还需使用漏斗等，D不符合题意；

故选C。

12．（湖北省荆州市2021届高三上学期一检）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是(    )

A．用图甲所示装置进行石油分馏

B．用图乙所示装置干燥气体

C．用图丙所示装置验证元素的非金属性：

D．用图丁所示装置在铁上镀铜

【答案】B

【详解】

A．用图甲所示装置进行石油分馏时，需要收集不同温度范围内的馏分，因此需要温度计测量蒸气的温度，本装置缺少温度计，A不符合；

B．浓硫酸具有吸水性，与二氧化硫不反应，可用图乙所示装置干燥气体，B符合；

C．盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，且生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢，碳酸和盐酸均能与硅酸钠反应，不能验证碳酸的酸性大于硅酸，不能用图丙所示装置验证元素的非金属性：，C不符合；

D．用图丁所示装置在铁上镀铜时，铁应该与电源的负极相连，作阴极，镀层金属铜应该与电源的正极相连，作阳极，D不符合；

答案选B。

13．（2021届福建省莆田市高三一检）碘化亚铜可以催化一系列卤代烃参与的偶联反应。实验室可用反应来制备(受热易被氧化)。下列实验装置和操作能达到实验目的的是(    )

A．用装置甲制备

B．用装置乙制备

C．用装置丙分离出

D．用装置丁制备干燥的

【答案】B

【详解】

A．稀硫酸与Cu不发生反应，浓硫酸与Cu在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，故A错误；

B．由题意可知硫酸铜、碘化钾、二氧化硫和水反应生成碘化亚铜，所以可用乙图来制备碘化铜，故B正确；

C．为难溶物且受热易分解，分离难溶固体物质和液体物质时应采用过滤装置，所以分离碘化亚铜时应采用过滤装置，故C错误；

D．受热易分解，所以不能常压加热蒸发，应采用减压蒸发，故D错误；

答案选B

14．（2021届广东省肇庆市高三一检）用下列装置进行实验，操作正确且能达到实验目的的是

【答案】D

【详解】

A. 分液漏斗下端应紧贴烧杯壁，防止液体飞溅，故A错误；

B. 粗铜精炼时，精铜作阴极，应与电源负极连接，故B错误；

C. 加热固体时试管口应朝下倾斜，故C错误；

D. NO不溶于水，可以用排水法收集，故D正确；

故选D。

15．（2021届四川省成都市高三第一次诊断性考试）实验室探究二氧化碳与锌粉反应是否有一氧化碳生成。利用下列装置进行相关实验(已知题设下CO、H2与银氨溶液反应都生成黑色沉淀)。其中方案设计不合理的是(    )

A．制CO2 B．除杂、干燥

C．CO2与锌粉反应 D．检查CO

【答案】B

【详解】

A．用大理石和稀盐酸制备CO2，可以采用启普发生器制取，图中装置类似启普发生器原理，故A正确；

B．除去盐酸发挥出的氯化氢气体用饱和碳酸氢钠溶液，干燥CO2需要浓硫酸，图中缺乏干燥装置，故B错误；

C．CO2与锌粉反应需要在加热条件下进行，故C正确；

D．检查是否有CO时，先需要用氢氧化钠溶液除去剩余的CO2，再用银氨溶液检验是否有黑色沉淀，故D正确；

故选B。