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新教材(广西专版)高考化学一轮复习第10章第1讲化学实验常用仪器及基本操作课件
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这是一份新教材(广西专版)高考化学一轮复习第10章第1讲化学实验常用仪器及基本操作课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，增素能精准突破，研专项前沿命题，明考向真题演练，本章体系构建，课程标准，计量仪器，提纯仪器，其他常用仪器等内容，欢迎下载使用。
1.认识化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法,是科学探究的一种重要途径。2.树立安全意识和环保意识。熟悉化学品安全使用标识,知道常见废弃物的处理方法,知道实验室突发事件的应对措施,形成良好的实验习惯。
一、常用化学仪器的识别与使用1.可加热仪器
应用提升(1)化学仪器中的3个“0”①滴定管的“0”刻度在滴定管的上部(但不是最上端),在量取液体的体积时,液面要在“0”刻度处或“0”刻度以下;滴定管读数时,装液或放液后,需等1~2 min后才能观察液面高度。②量杯、量筒、容量瓶没有“0”刻度。③温度计的“0”刻度在温度计的中下部。(2)不同量器读数的差别:量筒读到小数点后一位(如5.6 mL),滴定管读到小数点后两位(如16.20 mL)。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)量筒、容量瓶、锥形瓶都是不能加热的玻璃仪器。( × )(2)灼烧固体时,坩埚放在铁圈或三脚架上直接加热。( × )(3)高温灼烧固体时,用于盛放固体的仪器名称是蒸发皿。( × )
(4)如图A,配制250 mL 0.1 ml·L-1的盐酸。( × )(5)如图B,用稀盐酸滴定NaOH溶液。( × )(6)图C中仪器a的名称是蒸馏烧瓶,b的名称是分液漏斗。( × )(7)图D记录滴定终点读数为12.20 mL。( × )(8)分离Br2和CCl4的混合物时,用到的主要仪器是分液漏斗、烧杯。( × )
二、化学实验基本操作1.试剂的取用(1)根据试剂的状态和用量选择取用方法①一般试剂的取用。
(2)向仪器中加入试剂的操作方法①向容器内加固体试剂。
②向容器内加液体试剂。
2.试纸的使用(1)类型及作用
(3)注意事项①不可使用pH试纸测定H2O2溶液、浓硝酸、氯水、NaClO溶液、Ca(ClO)2溶液等具有强氧化性或漂白性溶液的pH。②用pH试纸测定溶液的pH时,试纸不可润湿,否则可能导致误差,使酸性溶液的pH偏大,碱性溶液的pH偏小,对中性溶液无影响。③蓝色石蕊试纸检验酸性物质时,颜色由蓝变红;而红色石蕊试纸检验碱性物质时,颜色由红变蓝;(CH3COO)2Pb试纸检验H2S时,颜色由白变黑。
3.物质的溶解(1)固体的溶解(2)液体的溶解一般方法:将密度大的液体沿着器壁慢慢注入密度小的液体中,并用玻璃棒轻轻搅拌。如稀释浓硫酸时,把 浓硫酸 慢慢加入 水 中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)气体的溶解①溶解度较小的气体,如CO2、Cl2、H2S等,用图a所示装置。②极易溶于水的气体,如NH3、HCl等,用图b所示装置。 防止倒吸
4.物质的加热(1)直接加热法(如试管、蒸发皿等)。对试管进行加热时,要先预热,再将火焰固定在试管底部加热。加热粉末状固体时,为了防止导管口堵塞,常在导管口塞一团棉花。对盛有液体的试管加热,要使试管口向斜上方倾斜(约45°),且试管口不能对着人;加热时,还要不断振荡试管,以防止液体局部过热而引起暴沸。(2)垫陶土网加热(如烧杯、烧瓶等)。(3)物浴加热。对温度不超过100 ℃的实验,可用水浴加热,优点是受热均匀,便于控制反应的温度(如实验室制硝基苯,测定物质溶解度等)。若加热温度超过100 ℃,还可用油浴、沙浴等加热方式。
5.仪器的洗涤(1)常用的方法使用毛刷,用特殊试剂或蒸馏水冲洗。(2)洗净的标准玻璃仪器内壁附着均匀的水膜,既不聚成水滴,也不成股流下。
(3)常见残留物的洗涤
6.装置气密性的检查 组装好装置之后,加药品之前
7.仪器的安装、连接(1)安装顺序:一般从热源开始,按 先下后上 、 从左到右 的顺序安装。(2)连接顺序:如图,洗气时,“长进短出”,如 a (填字母);量气装置“短进长出”,如 b (填字母);干燥管除杂时,“ 大进小出 ”,如 c (填字母)。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)用pH试纸检测某溶液的pH时,应先将pH试纸用蒸馏水润湿。( × )(2)用红色石蕊试纸检验氨气的性质时,试纸不能润湿。( × )(3)把鼻孔靠近容器口去闻气体的气味。( × )(4)将试管平放,用纸槽往试管里送入固体粉末后,竖立试管。( √ )(5)将胶头滴管垂直伸进试管内滴加液体。( × )(6)用湿润的淀粉KI试纸鉴别Br2(g)和NO2。( × )(7)做钠盐溶液的焰色试验时,用玻璃棒蘸取待测液放在酒精灯火焰上灼烧。( × )
三、化学试剂的保存和实验安全1.化学试剂的保存(1)试剂瓶及瓶塞的选择。
(2)特殊试剂的保存方法。
2.实验安全常识(1)常见危险化学药品的标识。
(2)常见意外事故的处理。
3.常见实验安全装置(1)防倒吸装置。
(2)防堵塞安全装置。
(3)防污染安全装置。①实验室制取Cl2时,尾气处理可采用b装置。②实验室制取CO、H2时,尾气处理可采用 a、c 装置。
应用提升 不同情况的灭火方法(1)与水能发生剧烈反应的化学药品不能用水灭火,如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、过氧化钠、磷化钙等,它们与水反应放出氢气、氧气等将引起更大火灾。(2)比水密度小的有机溶剂,如苯、石油等烃类,醇,醚,酮,酯类等着火,不能用水扑灭,否则会扩大燃烧面积;比水密度大且不溶于水的有机溶剂,如二硫化碳等着火,可用水扑灭,也可用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器扑灭。(3)反应器内的燃烧,若是敞口器皿可用灭火毯盖灭;蒸馏加热时,如因冷凝效果不好,易燃蒸气在冷凝器顶端燃烧,绝对不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口,应先停止加热,再进行扑救,以防爆炸。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)在同一层试剂橱里存放浓氨水和浓盐酸。( × )(2)氢氟酸保存在玻璃试剂瓶中。( × )(3)浓硝酸保存在棕色玻璃试剂瓶中。( √ )(4)氢氧化钠溶液保存在带橡胶塞的玻璃试剂瓶中。( √ )(5)少量液溴通常保存在棕色玻璃试剂瓶中,并在液溴上面加少量水液封。( √ )(6)应用带橡胶塞的细口玻璃瓶盛放氯水。( × )(7)浓硫酸溅到皮肤上时,立即用稀NaOH溶液冲洗。( × )(8)钡离子中毒,可以通过服用碳酸钠溶液解毒。( × )
考向1.常用仪器的使用方法及注意事项
典例突破(2023湖南卷)下列玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是( )
A.重结晶法提纯苯甲酸:①②③B.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4:③⑤⑥C.浓硫酸催化乙醇制备乙烯:③⑤D.酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度:④⑥
答案 A解析 重结晶法提纯苯甲酸时不需要球形冷凝管和温度计,A项错误;蒸馏法分离两种沸点不同的物质,需要温度计、蒸馏烧瓶、酒精灯、牛角管、锥形瓶、直形冷凝管等,B项正确;在浓硫酸催化下由乙醇制备乙烯,要迅速升温至170 ℃,需要温度计、蒸馏烧瓶等,C项正确;酸碱中和滴定,需要用酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶等,D项正确。
针对训练1.(2023广东广州期中联考)下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A.图Ⅰ:制取氨气B.图Ⅱ:验证NH3易溶于水C.图Ⅲ:将红热的Pt丝伸入盛有浓氨水的锥形瓶中,瓶口可观察到的白烟是NH4NO3D.图Ⅳ:用SO2做喷泉实验
答案 A解析 实验室加热固体NH4Cl和Ca(OH)2制取氨气,试管口略向下倾斜,防止水回流到试管底部引起试管炸裂,A错误;氨气极易溶于水,图Ⅱ中挤压胶头滴管,使氨气溶于水,瓶内压强减小使气球膨胀,B正确;氨水挥发出来的氨气,在铂丝催化作用下发生氧化,生成NO,NO和O2反应生成的NO2与H2O反应生成HNO3,HNO3与氨气反应生成NH4NO3,C正确;SO2易溶于NaOH溶液,能形成喷泉,D正确。
2.(2022海南卷)下列实验操作规范的是( )
答案 B解析 过滤时,漏斗下端应紧靠烧杯内壁,A操作不规范;CO2的密度大于空气,可用向上排空气法收集CO2,B操作规范;混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中,并用玻璃棒不断搅拌,C操作不规范;转移溶液时,应使用玻璃棒引流,D操作不规范。
归纳总结 实验仪器的选择问题常见解题思路
考向2.仪器的创新使用典例突破 下列能达到实验目的的是( )
答案 C解析 A项,除杂质时应长进短出;B项,氯气的密度比空气的密度大,且氯气易与NaOH溶液反应,烧瓶中氯气的进气管应尽量短,出气管应尽量长;D项,HCl直接与水接触,易发生倒吸。
针对训练1.(2023全国乙卷)下列装置可以用于相应实验的是( )
答案 D解析 Na2CO3不易分解,不能通过加热Na2CO3的方法制取CO2,A错误;乙醇和乙酸互溶,不能通过分液的方法分离,B错误;SO2通入品红溶液使其褪色,体现了SO2的漂白性,C错误;通过移动水准管使左右两侧液面相平,然后读取示数差,可以测量O2的体积,D正确。
2.干燥管在不同情况下常具有多种功能。下列两种不同图示就分别代表了干燥管的不同应用。请回答有关问题:
(1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置,下列选项中a和R均正确的是 。
(2)甲装置还可以作为特殊情况下的气体发生装置。例如,在常温下可用此装置来制备空气中的某种单质气体,此时气体a为 ,固体R为 。 (3)若按图乙来组装,可用NaOH浓溶液吸收Cl2制“84”消毒液,此时干燥管的作用是 。
答案 (1)A (2)CO2 Na2O2 (3)防止倒吸解析 (1)甲作为干燥装置,要求固体R必须能吸收水,且不与a发生反应。B中浓硫酸为液体干燥剂;C中的高锰酸钾不易吸收水,且与乙烯反应;D中的碱石灰能吸收水,但能与Cl2发生反应。(2)甲作为制气装置,要求反应原理是在常温下某气体与固体反应产生气体单质,例如二氧化碳与过氧化钠反应制取氧气。
归纳总结1.广口瓶的创新应用
2.球形干燥管的创新应用
3.仪器的“多材一用”(1)气体干燥装置。干燥气体可用洗气瓶(如图①盛放液体干燥剂)、干燥管(球形干燥管,如图②;U形管,如图③,均可盛放固体干燥剂)。
(2)测量气体体积的装置(排液法)。
(3)冷凝装置。装置⑨(冷凝管)中的水流方向应与气流方向相反。
典例突破下列实验操作或相关说法合理的是( )
答案 D解析 混合时,为避免酸液飞溅,应将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,A项错误;二氧化硫具有还原性,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使其褪色,体现的是二氧化硫的还原性,B项错误;氯化镁易水解生成氢氧化镁和HCl,升高温度促进水解,应该将氯化镁溶液在HCl气氛中加热蒸发,防止氯化镁水解,C项错误;振荡后分层,上层为水溶液层, Br2和NaOH溶液反应,下层为无色四氯化碳,D项正确。
针对训练1.(2022浙江6月选考,改编)下列说法不正确的是( )A.用标准液润洗滴定管后,应将润洗液从滴定管上口倒出B.铝热反应非常剧烈,操作时要戴上隔热手套和护目镜C.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团D.蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,静置冷却,析出硫酸亚铁铵晶体
答案 A解析 本题考查化学实验评价,涉及实验基本操作,明确实验原理及基本操作的规范性是解答本题关键。用标准液润洗滴定管时,为保证整个滴定管都被润洗,标准液应从下端流出,而不是从上口倒出,A项错误。
2.下列关于实验中的“先与后”的说法中,正确的是( )①加热试管时,先均匀加热,后局部加热;②用排水法收集气体时,先移出导管,后熄灭酒精灯;③制取某气体时,先检查装置的气密性,后加药品;④使用容量瓶、分液漏斗、滴定管前先检查是否漏液,后洗涤;⑤使用滴定管前,先用标准液润洗,后盛装标准液A.除②外B.除④外C.除⑤外D.全部正确
答案 D解析 ①可防止试管因局部过热而炸裂,正确;②可防止液体倒流,防止仪器炸裂,正确;③实验前应先检查装置的气密性,正确;④漏液的容量瓶、分液漏斗、滴定管不能使用,正确;⑤如果不用标准液润洗,会造成误差,正确。
归纳总结化学实验操作“十不能”(1)酸式滴定管不能装碱性溶液,碱式滴定管不能装酸性及强氧化性溶液。(2)容量瓶不能长期存放溶液,更不能作为反应容器,也不可加热。瓶塞不可互用。(3)烧瓶、烧杯、锥形瓶不能直接加热。(4)pH试纸不能直接蘸取待测液,测量溶液的pH时不能用蒸馏水润湿试纸。(5)试剂不能入口和用手直接接触,实验剩余试剂不能放回原处(K、Na等除外),不能随意丢弃,要放入指定容器中。
(6)中和滴定实验中,锥形瓶不能用待测液润洗。(7)量筒不能用来配制溶液或进行化学反应,更不能用来加热或量取热的溶液。(8)试纸不能直接用手拿,要用镊子夹取。(9)用坩埚或蒸发皿加热完药品后,不能直接用手拿,应用坩埚钳夹取。(10)对玻璃容器进行加热时,不能使玻璃容器的底部跟灯芯接触,以免容器破裂;高温的玻璃容器不能用冷水冲洗,以免骤冷破裂。
考向1.化学试剂的保存典例突破实验室里保存下列试剂,其保存的方法和理由,描述都正确的是( )
答案 B解析 硅酸钠溶液与空气中的CO2反应不是氧化还原反应,A错误;硫酸亚铁易被氧化,应密封保存,B正确;浓硫酸难挥发,C错误;新制溴水应该放在棕色试剂瓶中,防止分解,D错误。
针对训练1.(2022山东卷)下列试剂实验室保存方法错误的是( )A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
答案 C解析 本题考查常见物质的性质及保存方法。浓硝酸见光易分解且为液态试剂,需避光保存于棕色细口瓶中,A项正确;氢氧化钠固体不与塑料反应,可保存在广口塑料瓶中,B项正确;四氯化碳是一种有机溶剂,可溶解有机高分子化合物塑料,不能保存在广口塑料瓶中,应保存在细口玻璃瓶中,C项错误;高锰酸钾固体见光易分解,需密封保存在棕色广口瓶中,并置于阴凉处,D项正确。
2.实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同。①NaOH溶液、②大理石、③NaCl溶液、④稀硝酸4种试剂通常各自存放在如图所示的玻璃试剂瓶中,按照试剂瓶的顺序存放试剂,正确的顺序是( )A.①②③④B.②①④③C.②③④①D.②①③④
答案 D解析 NaOH溶液与玻璃塞中的二氧化硅反应,故不能使用玻璃塞;大理石为块状固体,应使用广口试剂瓶;NaCl溶液应使用细口试剂瓶;稀硝酸见光分解,应使用棕色试剂瓶。
归纳总结化学药品保存记忆口诀药品状态定口径,瓶塞取决酸碱性;硝酸固碘硝酸银,低温避光棕色瓶;液溴氨水易挥发,阴凉保存要密封;白磷存放置冷水,钾钠钙钡煤油中;碱瓶需用橡皮塞,塑瓶存放氟化氢;易变质品放时短,现配现用保新鲜;易燃易爆远火源,氧化潮解避空气;特殊药品特殊放,确保试剂不反应。
考向2.化学实验安全典例突破安全是顺利进行实验及避免伤害的保障。下列实验操作正确但不是从实验安全角度考虑的是( )
A.操作①:使用稍浸入液面下的倒扣漏斗检验氢气的纯度B.操作②:使用CCl4萃取溴水中的溴时,振荡后需打开活塞使漏斗内气体放出C.操作③:吸收氨气或氯化氢气体并防止倒吸D.操作④:用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,检查容量瓶是否漏水
答案 D解析 由于连通氢气发生装置的导管在液面以下,燃烧的氢气在液面上,所以该装置可以防止点燃不纯氢气时发生爆炸,该操作是从安全角度考虑的;打开活塞使漏斗内气体放出以防止分液漏斗内压强过大引起危险,该操作是从安全角度考虑的;水层在下层不能防止倒吸,应该使用四氯化碳和水,③操作不正确;检查容量瓶是否漏水操作正确,但这不是从实验安全角度考虑的,D项符合题意。
针对训练1.下列关于化学实验的说法中,符合实验安全要求的是( )A.一氧化碳实验时严格检查装置的气密性,并设置尾气处理装置B.用点燃的火柴在液化气钢瓶口检验是否漏气C.为防止药品污染,实验结束后,用剩的浓硝酸可倒入垃圾箱D.进入地下矿井中可用火把照明
答案 A解析 一氧化碳为可燃性有毒气体,一氧化碳实验时严格检查装置的气密性,并设置尾气处理装置,A项正确;B这样操作很容易使气体燃烧以致爆炸,B项错误;实验室剩余的药品应该放在专用的废液缸中,集中处理,C项错误;地下矿井有可能会有瓦斯(甲烷),明火会引起爆炸,D项错误。
2. 氧化铅(PbO)是黄色固体。实验室用草酸在浓硫酸作用下分解制备CO,其原理为H2C2O4 CO↑+CO2↑+H2O。某学习小组设计实验探究CO还原氧化铅并检验氧化产物的装置如图所示(已知CO通入银氨溶液产生黑色银粒)。下列说法正确的是( )
A.装置②③⑤⑥中的试剂依次为氢氧化钠溶液、碱石灰、银氨溶液、澄清石灰水B.实验时,先点燃①处酒精灯,等装置⑥中有明显现象且有连续气泡后再点燃④处酒精灯C.实验完毕时,先熄灭①处酒精灯,再熄灭④处酒精灯D.尾气处理装置可选用盛NaOH溶液的洗气瓶
解析 在加热条件下,CO还原PbO得到Pb,CO的氧化产物为CO2;根据制备CO的原理,装置①制得的CO中混有CO2、H2O(g),CO在加热时会与空气中O2反应生成CO2且空气中含有少量CO2,这些CO2都会干扰CO氧化产物的检验,则CO与PbO反应之前必须排尽装置中的空气,CO通入PbO之前必须除去其中的CO2和H2O(g)。A项,装置②③⑤⑥中的试剂依次为NaOH溶液(除去CO中混有的CO2)、碱石灰(干燥CO)、澄清石灰水(检验CO的氧化产物)、银氨溶液(检验CO),错误;
B项,为防止CO与空气中O2反应生成CO2和空气中的少量CO2干扰CO氧化产物的检验,在CO与PbO加热反应前必须先通CO排尽装置中的空气,实验时先点燃①处酒精灯,当观察到装置⑥中产生黑色固体颗粒且有连续气泡产生时表明装置中空气已经排尽,再点燃④处酒精灯,正确;C项,实验完毕,为防止产生倒吸,应先熄灭④处酒精灯,再熄灭①处酒精灯,错误;D项,由于CO有毒,要进行尾气处理,NaOH溶液不能吸收CO,尾气处理可点燃或用气球收集,错误。
归纳总结实验设计应遵循的安全性原则
仪器的选择、连接及使用
考向1化学实验基本操作仪器的选择例1.测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为( )
思路指导第一步,分析各实验操作步骤需要的仪器:①量取一定量的浓硫酸并稀释所需仪器为:量筒、烧杯、玻璃棒;②转移定容得待测液所需仪器为:玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定所需仪器为:酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。第二步,对照选项仪器:A为容量瓶,B为分液漏斗,C为锥形瓶,D为碱式滴定管。第三步,得出答案B。答案 B
突破方法熟记“常见实验操作的必选仪器”(1)过滤:铁架台(带铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)蒸发:三脚架、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒。(3)蒸馏:铁架台(带铁夹)、酒精灯、陶土网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、羊角管、锥形瓶。(4)萃取:铁架台(带铁圈)、烧杯、分液漏斗。(5)一定物质的量浓度溶液的配制:天平(量筒)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。(6)酸碱中和滴定:铁架台、滴定管夹、烧杯、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。
针对训练1. 蒸馏操作中需要用到的仪器是( )
答案 A解析 蒸馏过程中需要用到蒸馏烧瓶、温度计、酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形瓶等仪器,分液漏斗、蒸发皿、容量瓶不用于蒸馏操作,故答案选A。
2.下列实验合理的是( )
A.装置①量取5.00 mL盐酸B.装置②验证氨气易溶于水C.装置③制乙酸乙酯D.装置④分离汽油和水
答案 B解析 量筒精确度为0.1 mL,量取5.00 mL盐酸不能使用量筒,且量筒规格不合理,A错误;若氨气易溶于水,就会导致烧瓶中气体压强减小,由于小气球内部与外界大气相通,小气球内的压强大于小气球外的压强,小气球就会鼓起胀大,因此装置②可验证氨气易溶于水,B正确;乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下加热,发生酯化反应产生乙酸乙酯。由于反应产生的乙酸乙酯及乙酸和乙醇的沸点都比较低,因此这些物质都会随导气管进入到右边盛有饱和碳酸钠溶液的试管中,溶液中的碳酸钠能够溶解乙醇,反应消耗乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,达到提纯乙酸乙酯的目的。为防止倒吸,导气管应在饱和碳酸钠溶液液面上,而不能伸入到液面以下,C错误;汽油和水是互不相溶的两种液体物质,可以采用分液方法分离。由于水的密度大于汽油,水层在下层,汽油层在上层。为防止液滴飞溅,在分液时,分液漏斗下口要紧贴烧杯内壁,D错误。
考向2新实验情境的仪器的连接例2.水蒸气通过灼热的焦炭后,出来气体的主要成分是CO和H2,还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器,选择必要的试剂,设计一个实验,证明上述混合气体中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去)
回答下列问题:(1)盛浓硫酸的装置作用是 ,盛NaOH溶液的装置作用是 。 (2)B中加入的试剂是 ,发生反应的化学方程式是 。 (3)C中加入试剂是 ,其目的是 。 (4)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:g—ab— 。
思路指导(1)明确试剂的作用:浓硫酸用于除去水蒸气,干燥气体;NaOH溶液用于除去CO2气体,防止干扰后续实验。(2)明确实验目的(证明上述混合气体中有CO和H2),分析装置的作用,确定试剂种类:①装置B(硬质玻璃管)中加入氧化铜,氧化还原性气体H2和CO。②装置C(干燥管)中加入无水硫酸铜,用于检验生成的水蒸气。(3)根据实验目的和装置作用,确定仪器连接顺序:水蒸气发生装置——与焦炭反应生成H2和CO——NaOH溶液吸收CO2——浓硫酸干燥——还原性气体还原氧化铜——无水硫酸铜检验产物水——澄清石灰水检验产物CO2。
答案 (1)除去水蒸气 除去CO2 (2)氧化铜 CuO+H2 Cu+H2O、CuO+CO Cu+CO2(3)无水硫酸铜 检验H2O (4)kj—hi—cd(或dc)—fe—lm
突破方法实验顺序类题目的解题思路(1)装置连接顺序解题思路第一步:通读题干,明确实验目的;第二步:分析仪器,确定每个装置对于完成实验目的所起的作用;第三步:围绕目的,按顺序连接装置;第四步:反复检查,调整导管接口,注意除杂时“长进短出”“大口进小口出”等。(2)实验操作顺序解题思路明确实验目的——熟读实验步骤——构思反应顺序——反馈验证可行性。
(3)实验操作顺序常考点①点燃可燃性气体前,应先验纯;②加热试管时,应先均匀加热,后局部加热;③制取气体时,应先检验装置气密性,后加入药品;④气体与固体反应时,应先通气体排尽装置中的空气,再加热;反应结束时,应先停止加热再停止通气体;⑤配制一定物质的量浓度的溶液时,应先将溶液恢复至室温,再转移入容量瓶。
针对训练 3.水合肼又称水合联氨,广泛用于还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为:NaClO+2NH3 ══ N2H4·H2O+NaCl。用如图装置制取水合肼有关分析正确的是( )
A.装置的连接顺序是:f→a→b→d→c→eB.e所在装置的漏斗可以没入水面以下C.f所在装置可以快速制备氨气D.操作过程中要快速滴加NaClO溶液
答案 C解析 制备水合肼时需先制备氨气,并将其通入NaClO溶液中,氨气极易溶于水,在两装置中间需要连接安全瓶用于防倒吸,为有利于氨气与NaClO溶液反应,制备水合肼时氨气应从三颈烧瓶的c口进入,最后用e所在装置进行尾气处理并防倒吸,则装置的连接顺序应是:f→a→b→c→d→e(a、b顺序可互换),故A错误;e所在装置的漏斗用于防倒吸,若没入水面以下,则不能起到防倒吸的作用,故B错误;f所在装置中,利用CaO与水反应放热使NH3·H2O分解释放氨气,可以快速制备氨气,故C正确;由题干信息可知,水合肼具有还原性,而NaClO具有强氧化性,若滴加NaClO溶液过快,过量的NaClO能氧化水合肼,降低产率,故D错误。
4.无水氯化铝为白色粉末,极易吸水,常压下182.7 ℃升华。学生甲拟选用如图所示仪器、装置(部分仪器连接的橡胶管或橡胶塞省略)和试剂制备无水氯化铝。
回答下列问题:(1)实验前,如何检查装置A的气密性? 。 (2)装置A中反应的化学方程式为 。 (3)从上列仪器中选取制备无水氯化铝的装置,各装置的连接顺序为A→ → → → →G。 (4)装置G的作用是 。 (5)学生乙提出另一种制备无水氯化铝的方案:将金属铝与足量盐酸反应后,将溶液加热蒸干、灼烧得到无水氯化铝,请你评价该方案是否可行,并说明理由 。
答案 (1)关闭A装置的止水夹和分液漏斗的旋塞,向分液漏斗中加水,然后打开分液漏斗的旋塞,当少许水进入烧瓶后滴水停止,说明装置A不漏气(2)4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O(3)C B D F(4)吸收多余的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入装置中使氯化铝水解(5)不可行,AlCl3在水中存在如下平衡:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,蒸干和灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3分解:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O↑,因此固体产物主要为Al2O3
解析 (1)关闭A装置的止水夹和分液漏斗的旋塞,向分液漏斗中加水,然后打开分液漏斗的旋塞,当少许水进入烧瓶后滴水停止,说明装置A不漏气;(2)浓盐酸与MnO2在加热条件下反应可用来制取氯气;(3)根据题意知,先制取氯气,装置A是制取氯气的装置;制取氯气所用的浓盐酸具有挥发性,浓盐酸中的水在加热条件下生成水蒸气,所以制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气,要想制取纯净、干燥的氯气,必须除去氯化氢和水蒸气,所以要进行净化和干燥氯气,所以选装置C、B;制取的纯净、干燥的氯气和铝反应,条件是加热,且必须有进气口和出气口,所以选装置D;因为AlCl3易升华,所以选取一个缓冲装置使其变成固态易保存,故选装置F;氯气有毒,污染空气,所以不能直接排放,又因为空气中有水蒸气,无水AlCl3极易与水作用而变质,所以选取盛放碱石灰的干燥管G;
(4)因为空气中有水蒸气,无水AlCl3极易与水作用而变质,且氯气有毒,所以用碱石灰吸收Cl2和防止空气中的水蒸气进入装置;(5)AlCl3在水中存在如下平衡:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,蒸干和灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3分解:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O↑,因此固体产物主要为Al2O3。
1.(2023山东卷)实验室安全至关重要。下列实验室事故处理方法错误的是( )A.眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗B.皮肤溅上碱液,先用大量水冲洗,再用2%的硼酸溶液冲洗C.电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火D.活泼金属燃烧起火,用灭火毯(石棉布)灭火
答案 A解析 眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,然后立即就医,A错误;皮肤溅上碱液,立即用大量水冲洗,再涂上稀的硼酸溶液,B正确;电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火,C正确;活泼金属会与水反应,所以活泼金属燃烧起火,用灭火毯灭火,D正确。
2.(2023北京卷)完成下述实验,装置或试剂不正确的是( )
答案 D解析 MnO2固体在加热条件下将HCl氧化为Cl2,该装置可用于制备Cl2,A项正确;C2H4不溶于水,可选择排水法收集,B项正确;挤压胶头滴管,水进入烧瓶将NH3溶解,烧瓶中气体大量减少导致压强急剧降低,打开活塞后,水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉,红色喷泉证明氨水显碱性,C项正确;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。
3.(2023浙江6月选考)下列说法正确的是( )
A.图①装置可用于制取并收集氨气B.图②操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡C.图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大D.图④装置盐桥中阳离子向ZnSO4溶液中迁移
1.认识化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法,是科学探究的一种重要途径。2.树立安全意识和环保意识。熟悉化学品安全使用标识,知道常见废弃物的处理方法,知道实验室突发事件的应对措施,形成良好的实验习惯。
一、常用化学仪器的识别与使用1.可加热仪器
应用提升(1)化学仪器中的3个“0”①滴定管的“0”刻度在滴定管的上部(但不是最上端),在量取液体的体积时,液面要在“0”刻度处或“0”刻度以下;滴定管读数时,装液或放液后,需等1~2 min后才能观察液面高度。②量杯、量筒、容量瓶没有“0”刻度。③温度计的“0”刻度在温度计的中下部。(2)不同量器读数的差别:量筒读到小数点后一位(如5.6 mL),滴定管读到小数点后两位(如16.20 mL)。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)量筒、容量瓶、锥形瓶都是不能加热的玻璃仪器。( × )(2)灼烧固体时,坩埚放在铁圈或三脚架上直接加热。( × )(3)高温灼烧固体时,用于盛放固体的仪器名称是蒸发皿。( × )
(4)如图A,配制250 mL 0.1 ml·L-1的盐酸。( × )(5)如图B,用稀盐酸滴定NaOH溶液。( × )(6)图C中仪器a的名称是蒸馏烧瓶,b的名称是分液漏斗。( × )(7)图D记录滴定终点读数为12.20 mL。( × )(8)分离Br2和CCl4的混合物时,用到的主要仪器是分液漏斗、烧杯。( × )
二、化学实验基本操作1.试剂的取用(1)根据试剂的状态和用量选择取用方法①一般试剂的取用。
(2)向仪器中加入试剂的操作方法①向容器内加固体试剂。
②向容器内加液体试剂。
2.试纸的使用(1)类型及作用
(3)注意事项①不可使用pH试纸测定H2O2溶液、浓硝酸、氯水、NaClO溶液、Ca(ClO)2溶液等具有强氧化性或漂白性溶液的pH。②用pH试纸测定溶液的pH时,试纸不可润湿,否则可能导致误差,使酸性溶液的pH偏大,碱性溶液的pH偏小,对中性溶液无影响。③蓝色石蕊试纸检验酸性物质时,颜色由蓝变红;而红色石蕊试纸检验碱性物质时,颜色由红变蓝;(CH3COO)2Pb试纸检验H2S时,颜色由白变黑。
3.物质的溶解(1)固体的溶解(2)液体的溶解一般方法:将密度大的液体沿着器壁慢慢注入密度小的液体中,并用玻璃棒轻轻搅拌。如稀释浓硫酸时,把 浓硫酸 慢慢加入 水 中,并用玻璃棒不断搅拌。
(3)气体的溶解①溶解度较小的气体,如CO2、Cl2、H2S等,用图a所示装置。②极易溶于水的气体,如NH3、HCl等,用图b所示装置。 防止倒吸
4.物质的加热(1)直接加热法(如试管、蒸发皿等)。对试管进行加热时,要先预热,再将火焰固定在试管底部加热。加热粉末状固体时,为了防止导管口堵塞,常在导管口塞一团棉花。对盛有液体的试管加热,要使试管口向斜上方倾斜(约45°),且试管口不能对着人;加热时,还要不断振荡试管,以防止液体局部过热而引起暴沸。(2)垫陶土网加热(如烧杯、烧瓶等)。(3)物浴加热。对温度不超过100 ℃的实验,可用水浴加热,优点是受热均匀,便于控制反应的温度(如实验室制硝基苯,测定物质溶解度等)。若加热温度超过100 ℃,还可用油浴、沙浴等加热方式。
5.仪器的洗涤(1)常用的方法使用毛刷,用特殊试剂或蒸馏水冲洗。(2)洗净的标准玻璃仪器内壁附着均匀的水膜,既不聚成水滴,也不成股流下。
(3)常见残留物的洗涤
6.装置气密性的检查 组装好装置之后,加药品之前
7.仪器的安装、连接(1)安装顺序:一般从热源开始,按 先下后上 、 从左到右 的顺序安装。(2)连接顺序:如图,洗气时,“长进短出”,如 a (填字母);量气装置“短进长出”,如 b (填字母);干燥管除杂时,“ 大进小出 ”,如 c (填字母)。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)用pH试纸检测某溶液的pH时,应先将pH试纸用蒸馏水润湿。( × )(2)用红色石蕊试纸检验氨气的性质时,试纸不能润湿。( × )(3)把鼻孔靠近容器口去闻气体的气味。( × )(4)将试管平放,用纸槽往试管里送入固体粉末后,竖立试管。( √ )(5)将胶头滴管垂直伸进试管内滴加液体。( × )(6)用湿润的淀粉KI试纸鉴别Br2(g)和NO2。( × )(7)做钠盐溶液的焰色试验时,用玻璃棒蘸取待测液放在酒精灯火焰上灼烧。( × )
三、化学试剂的保存和实验安全1.化学试剂的保存(1)试剂瓶及瓶塞的选择。
(2)特殊试剂的保存方法。
2.实验安全常识(1)常见危险化学药品的标识。
(2)常见意外事故的处理。
3.常见实验安全装置(1)防倒吸装置。
(2)防堵塞安全装置。
(3)防污染安全装置。①实验室制取Cl2时,尾气处理可采用b装置。②实验室制取CO、H2时,尾气处理可采用 a、c 装置。
应用提升 不同情况的灭火方法(1)与水能发生剧烈反应的化学药品不能用水灭火,如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、过氧化钠、磷化钙等,它们与水反应放出氢气、氧气等将引起更大火灾。(2)比水密度小的有机溶剂,如苯、石油等烃类,醇,醚,酮,酯类等着火,不能用水扑灭,否则会扩大燃烧面积;比水密度大且不溶于水的有机溶剂,如二硫化碳等着火,可用水扑灭,也可用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器扑灭。(3)反应器内的燃烧,若是敞口器皿可用灭火毯盖灭;蒸馏加热时,如因冷凝效果不好,易燃蒸气在冷凝器顶端燃烧,绝对不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口,应先停止加热,再进行扑救,以防爆炸。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)在同一层试剂橱里存放浓氨水和浓盐酸。( × )(2)氢氟酸保存在玻璃试剂瓶中。( × )(3)浓硝酸保存在棕色玻璃试剂瓶中。( √ )(4)氢氧化钠溶液保存在带橡胶塞的玻璃试剂瓶中。( √ )(5)少量液溴通常保存在棕色玻璃试剂瓶中,并在液溴上面加少量水液封。( √ )(6)应用带橡胶塞的细口玻璃瓶盛放氯水。( × )(7)浓硫酸溅到皮肤上时,立即用稀NaOH溶液冲洗。( × )(8)钡离子中毒,可以通过服用碳酸钠溶液解毒。( × )
考向1.常用仪器的使用方法及注意事项
典例突破(2023湖南卷)下列玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是( )
A.重结晶法提纯苯甲酸:①②③B.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4:③⑤⑥C.浓硫酸催化乙醇制备乙烯:③⑤D.酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度:④⑥
答案 A解析 重结晶法提纯苯甲酸时不需要球形冷凝管和温度计,A项错误;蒸馏法分离两种沸点不同的物质,需要温度计、蒸馏烧瓶、酒精灯、牛角管、锥形瓶、直形冷凝管等,B项正确;在浓硫酸催化下由乙醇制备乙烯,要迅速升温至170 ℃,需要温度计、蒸馏烧瓶等,C项正确;酸碱中和滴定,需要用酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶等,D项正确。
针对训练1.(2023广东广州期中联考)下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A.图Ⅰ:制取氨气B.图Ⅱ:验证NH3易溶于水C.图Ⅲ:将红热的Pt丝伸入盛有浓氨水的锥形瓶中,瓶口可观察到的白烟是NH4NO3D.图Ⅳ:用SO2做喷泉实验
答案 A解析 实验室加热固体NH4Cl和Ca(OH)2制取氨气,试管口略向下倾斜,防止水回流到试管底部引起试管炸裂,A错误;氨气极易溶于水,图Ⅱ中挤压胶头滴管,使氨气溶于水,瓶内压强减小使气球膨胀,B正确;氨水挥发出来的氨气,在铂丝催化作用下发生氧化,生成NO,NO和O2反应生成的NO2与H2O反应生成HNO3,HNO3与氨气反应生成NH4NO3,C正确;SO2易溶于NaOH溶液,能形成喷泉,D正确。
2.(2022海南卷)下列实验操作规范的是( )
答案 B解析 过滤时,漏斗下端应紧靠烧杯内壁,A操作不规范;CO2的密度大于空气,可用向上排空气法收集CO2,B操作规范;混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中,并用玻璃棒不断搅拌,C操作不规范;转移溶液时,应使用玻璃棒引流,D操作不规范。
归纳总结 实验仪器的选择问题常见解题思路
考向2.仪器的创新使用典例突破 下列能达到实验目的的是( )
答案 C解析 A项,除杂质时应长进短出;B项,氯气的密度比空气的密度大,且氯气易与NaOH溶液反应,烧瓶中氯气的进气管应尽量短,出气管应尽量长;D项,HCl直接与水接触,易发生倒吸。
针对训练1.(2023全国乙卷)下列装置可以用于相应实验的是( )
答案 D解析 Na2CO3不易分解,不能通过加热Na2CO3的方法制取CO2,A错误;乙醇和乙酸互溶,不能通过分液的方法分离,B错误;SO2通入品红溶液使其褪色,体现了SO2的漂白性,C错误;通过移动水准管使左右两侧液面相平,然后读取示数差,可以测量O2的体积,D正确。
2.干燥管在不同情况下常具有多种功能。下列两种不同图示就分别代表了干燥管的不同应用。请回答有关问题:
(1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置,下列选项中a和R均正确的是 。
(2)甲装置还可以作为特殊情况下的气体发生装置。例如,在常温下可用此装置来制备空气中的某种单质气体,此时气体a为 ,固体R为 。 (3)若按图乙来组装,可用NaOH浓溶液吸收Cl2制“84”消毒液,此时干燥管的作用是 。
答案 (1)A (2)CO2 Na2O2 (3)防止倒吸解析 (1)甲作为干燥装置,要求固体R必须能吸收水,且不与a发生反应。B中浓硫酸为液体干燥剂;C中的高锰酸钾不易吸收水,且与乙烯反应;D中的碱石灰能吸收水,但能与Cl2发生反应。(2)甲作为制气装置,要求反应原理是在常温下某气体与固体反应产生气体单质,例如二氧化碳与过氧化钠反应制取氧气。
归纳总结1.广口瓶的创新应用
2.球形干燥管的创新应用
3.仪器的“多材一用”(1)气体干燥装置。干燥气体可用洗气瓶(如图①盛放液体干燥剂)、干燥管(球形干燥管,如图②;U形管,如图③,均可盛放固体干燥剂)。
(2)测量气体体积的装置(排液法)。
(3)冷凝装置。装置⑨(冷凝管)中的水流方向应与气流方向相反。
典例突破下列实验操作或相关说法合理的是( )
答案 D解析 混合时,为避免酸液飞溅,应将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,A项错误;二氧化硫具有还原性,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使其褪色,体现的是二氧化硫的还原性,B项错误;氯化镁易水解生成氢氧化镁和HCl,升高温度促进水解,应该将氯化镁溶液在HCl气氛中加热蒸发,防止氯化镁水解,C项错误;振荡后分层,上层为水溶液层, Br2和NaOH溶液反应,下层为无色四氯化碳,D项正确。
针对训练1.(2022浙江6月选考,改编)下列说法不正确的是( )A.用标准液润洗滴定管后,应将润洗液从滴定管上口倒出B.铝热反应非常剧烈,操作时要戴上隔热手套和护目镜C.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团D.蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,静置冷却,析出硫酸亚铁铵晶体
答案 A解析 本题考查化学实验评价,涉及实验基本操作,明确实验原理及基本操作的规范性是解答本题关键。用标准液润洗滴定管时,为保证整个滴定管都被润洗,标准液应从下端流出,而不是从上口倒出,A项错误。
2.下列关于实验中的“先与后”的说法中,正确的是( )①加热试管时,先均匀加热,后局部加热;②用排水法收集气体时,先移出导管,后熄灭酒精灯;③制取某气体时,先检查装置的气密性,后加药品;④使用容量瓶、分液漏斗、滴定管前先检查是否漏液,后洗涤;⑤使用滴定管前,先用标准液润洗,后盛装标准液A.除②外B.除④外C.除⑤外D.全部正确
答案 D解析 ①可防止试管因局部过热而炸裂,正确;②可防止液体倒流,防止仪器炸裂,正确;③实验前应先检查装置的气密性,正确;④漏液的容量瓶、分液漏斗、滴定管不能使用,正确;⑤如果不用标准液润洗,会造成误差,正确。
归纳总结化学实验操作“十不能”(1)酸式滴定管不能装碱性溶液,碱式滴定管不能装酸性及强氧化性溶液。(2)容量瓶不能长期存放溶液,更不能作为反应容器,也不可加热。瓶塞不可互用。(3)烧瓶、烧杯、锥形瓶不能直接加热。(4)pH试纸不能直接蘸取待测液,测量溶液的pH时不能用蒸馏水润湿试纸。(5)试剂不能入口和用手直接接触,实验剩余试剂不能放回原处(K、Na等除外),不能随意丢弃,要放入指定容器中。
(6)中和滴定实验中,锥形瓶不能用待测液润洗。(7)量筒不能用来配制溶液或进行化学反应,更不能用来加热或量取热的溶液。(8)试纸不能直接用手拿,要用镊子夹取。(9)用坩埚或蒸发皿加热完药品后,不能直接用手拿,应用坩埚钳夹取。(10)对玻璃容器进行加热时,不能使玻璃容器的底部跟灯芯接触,以免容器破裂;高温的玻璃容器不能用冷水冲洗,以免骤冷破裂。
考向1.化学试剂的保存典例突破实验室里保存下列试剂,其保存的方法和理由,描述都正确的是( )
答案 B解析 硅酸钠溶液与空气中的CO2反应不是氧化还原反应,A错误;硫酸亚铁易被氧化,应密封保存,B正确;浓硫酸难挥发,C错误;新制溴水应该放在棕色试剂瓶中,防止分解,D错误。
针对训练1.(2022山东卷)下列试剂实验室保存方法错误的是( )A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
答案 C解析 本题考查常见物质的性质及保存方法。浓硝酸见光易分解且为液态试剂,需避光保存于棕色细口瓶中,A项正确;氢氧化钠固体不与塑料反应,可保存在广口塑料瓶中,B项正确;四氯化碳是一种有机溶剂,可溶解有机高分子化合物塑料,不能保存在广口塑料瓶中,应保存在细口玻璃瓶中,C项错误;高锰酸钾固体见光易分解,需密封保存在棕色广口瓶中,并置于阴凉处,D项正确。
2.实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同。①NaOH溶液、②大理石、③NaCl溶液、④稀硝酸4种试剂通常各自存放在如图所示的玻璃试剂瓶中,按照试剂瓶的顺序存放试剂,正确的顺序是( )A.①②③④B.②①④③C.②③④①D.②①③④
答案 D解析 NaOH溶液与玻璃塞中的二氧化硅反应,故不能使用玻璃塞;大理石为块状固体,应使用广口试剂瓶;NaCl溶液应使用细口试剂瓶;稀硝酸见光分解,应使用棕色试剂瓶。
归纳总结化学药品保存记忆口诀药品状态定口径,瓶塞取决酸碱性;硝酸固碘硝酸银,低温避光棕色瓶;液溴氨水易挥发,阴凉保存要密封;白磷存放置冷水,钾钠钙钡煤油中;碱瓶需用橡皮塞,塑瓶存放氟化氢;易变质品放时短,现配现用保新鲜;易燃易爆远火源,氧化潮解避空气;特殊药品特殊放,确保试剂不反应。
考向2.化学实验安全典例突破安全是顺利进行实验及避免伤害的保障。下列实验操作正确但不是从实验安全角度考虑的是( )
A.操作①:使用稍浸入液面下的倒扣漏斗检验氢气的纯度B.操作②:使用CCl4萃取溴水中的溴时,振荡后需打开活塞使漏斗内气体放出C.操作③:吸收氨气或氯化氢气体并防止倒吸D.操作④:用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,检查容量瓶是否漏水
答案 D解析 由于连通氢气发生装置的导管在液面以下,燃烧的氢气在液面上,所以该装置可以防止点燃不纯氢气时发生爆炸,该操作是从安全角度考虑的;打开活塞使漏斗内气体放出以防止分液漏斗内压强过大引起危险,该操作是从安全角度考虑的;水层在下层不能防止倒吸,应该使用四氯化碳和水,③操作不正确;检查容量瓶是否漏水操作正确,但这不是从实验安全角度考虑的,D项符合题意。
针对训练1.下列关于化学实验的说法中,符合实验安全要求的是( )A.一氧化碳实验时严格检查装置的气密性,并设置尾气处理装置B.用点燃的火柴在液化气钢瓶口检验是否漏气C.为防止药品污染,实验结束后,用剩的浓硝酸可倒入垃圾箱D.进入地下矿井中可用火把照明
答案 A解析 一氧化碳为可燃性有毒气体,一氧化碳实验时严格检查装置的气密性,并设置尾气处理装置,A项正确;B这样操作很容易使气体燃烧以致爆炸,B项错误;实验室剩余的药品应该放在专用的废液缸中,集中处理,C项错误;地下矿井有可能会有瓦斯(甲烷),明火会引起爆炸,D项错误。
2. 氧化铅(PbO)是黄色固体。实验室用草酸在浓硫酸作用下分解制备CO,其原理为H2C2O4 CO↑+CO2↑+H2O。某学习小组设计实验探究CO还原氧化铅并检验氧化产物的装置如图所示(已知CO通入银氨溶液产生黑色银粒)。下列说法正确的是( )
A.装置②③⑤⑥中的试剂依次为氢氧化钠溶液、碱石灰、银氨溶液、澄清石灰水B.实验时,先点燃①处酒精灯,等装置⑥中有明显现象且有连续气泡后再点燃④处酒精灯C.实验完毕时,先熄灭①处酒精灯,再熄灭④处酒精灯D.尾气处理装置可选用盛NaOH溶液的洗气瓶
解析 在加热条件下,CO还原PbO得到Pb,CO的氧化产物为CO2;根据制备CO的原理,装置①制得的CO中混有CO2、H2O(g),CO在加热时会与空气中O2反应生成CO2且空气中含有少量CO2,这些CO2都会干扰CO氧化产物的检验,则CO与PbO反应之前必须排尽装置中的空气,CO通入PbO之前必须除去其中的CO2和H2O(g)。A项,装置②③⑤⑥中的试剂依次为NaOH溶液(除去CO中混有的CO2)、碱石灰(干燥CO)、澄清石灰水(检验CO的氧化产物)、银氨溶液(检验CO),错误;
B项,为防止CO与空气中O2反应生成CO2和空气中的少量CO2干扰CO氧化产物的检验,在CO与PbO加热反应前必须先通CO排尽装置中的空气,实验时先点燃①处酒精灯,当观察到装置⑥中产生黑色固体颗粒且有连续气泡产生时表明装置中空气已经排尽,再点燃④处酒精灯,正确;C项,实验完毕,为防止产生倒吸,应先熄灭④处酒精灯,再熄灭①处酒精灯,错误;D项,由于CO有毒,要进行尾气处理,NaOH溶液不能吸收CO,尾气处理可点燃或用气球收集,错误。
归纳总结实验设计应遵循的安全性原则
仪器的选择、连接及使用
考向1化学实验基本操作仪器的选择例1.测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为( )
思路指导第一步,分析各实验操作步骤需要的仪器:①量取一定量的浓硫酸并稀释所需仪器为:量筒、烧杯、玻璃棒;②转移定容得待测液所需仪器为:玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定所需仪器为:酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。第二步,对照选项仪器:A为容量瓶,B为分液漏斗,C为锥形瓶,D为碱式滴定管。第三步,得出答案B。答案 B
突破方法熟记“常见实验操作的必选仪器”(1)过滤:铁架台(带铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)蒸发:三脚架、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒。(3)蒸馏:铁架台(带铁夹)、酒精灯、陶土网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、羊角管、锥形瓶。(4)萃取:铁架台(带铁圈)、烧杯、分液漏斗。(5)一定物质的量浓度溶液的配制:天平(量筒)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。(6)酸碱中和滴定:铁架台、滴定管夹、烧杯、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。
针对训练1. 蒸馏操作中需要用到的仪器是( )
答案 A解析 蒸馏过程中需要用到蒸馏烧瓶、温度计、酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形瓶等仪器,分液漏斗、蒸发皿、容量瓶不用于蒸馏操作,故答案选A。
2.下列实验合理的是( )
A.装置①量取5.00 mL盐酸B.装置②验证氨气易溶于水C.装置③制乙酸乙酯D.装置④分离汽油和水
答案 B解析 量筒精确度为0.1 mL,量取5.00 mL盐酸不能使用量筒,且量筒规格不合理,A错误;若氨气易溶于水,就会导致烧瓶中气体压强减小,由于小气球内部与外界大气相通,小气球内的压强大于小气球外的压强,小气球就会鼓起胀大,因此装置②可验证氨气易溶于水,B正确;乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下加热,发生酯化反应产生乙酸乙酯。由于反应产生的乙酸乙酯及乙酸和乙醇的沸点都比较低,因此这些物质都会随导气管进入到右边盛有饱和碳酸钠溶液的试管中,溶液中的碳酸钠能够溶解乙醇,反应消耗乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,达到提纯乙酸乙酯的目的。为防止倒吸,导气管应在饱和碳酸钠溶液液面上,而不能伸入到液面以下,C错误;汽油和水是互不相溶的两种液体物质,可以采用分液方法分离。由于水的密度大于汽油,水层在下层,汽油层在上层。为防止液滴飞溅,在分液时,分液漏斗下口要紧贴烧杯内壁,D错误。
考向2新实验情境的仪器的连接例2.水蒸气通过灼热的焦炭后,出来气体的主要成分是CO和H2,还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器,选择必要的试剂,设计一个实验,证明上述混合气体中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去)
回答下列问题:(1)盛浓硫酸的装置作用是 ,盛NaOH溶液的装置作用是 。 (2)B中加入的试剂是 ,发生反应的化学方程式是 。 (3)C中加入试剂是 ,其目的是 。 (4)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:g—ab— 。
思路指导(1)明确试剂的作用:浓硫酸用于除去水蒸气,干燥气体;NaOH溶液用于除去CO2气体,防止干扰后续实验。(2)明确实验目的(证明上述混合气体中有CO和H2),分析装置的作用,确定试剂种类:①装置B(硬质玻璃管)中加入氧化铜,氧化还原性气体H2和CO。②装置C(干燥管)中加入无水硫酸铜,用于检验生成的水蒸气。(3)根据实验目的和装置作用,确定仪器连接顺序:水蒸气发生装置——与焦炭反应生成H2和CO——NaOH溶液吸收CO2——浓硫酸干燥——还原性气体还原氧化铜——无水硫酸铜检验产物水——澄清石灰水检验产物CO2。
答案 (1)除去水蒸气 除去CO2 (2)氧化铜 CuO+H2 Cu+H2O、CuO+CO Cu+CO2(3)无水硫酸铜 检验H2O (4)kj—hi—cd(或dc)—fe—lm
突破方法实验顺序类题目的解题思路(1)装置连接顺序解题思路第一步:通读题干,明确实验目的;第二步:分析仪器,确定每个装置对于完成实验目的所起的作用;第三步:围绕目的,按顺序连接装置;第四步:反复检查,调整导管接口,注意除杂时“长进短出”“大口进小口出”等。(2)实验操作顺序解题思路明确实验目的——熟读实验步骤——构思反应顺序——反馈验证可行性。
(3)实验操作顺序常考点①点燃可燃性气体前,应先验纯;②加热试管时,应先均匀加热,后局部加热;③制取气体时,应先检验装置气密性,后加入药品;④气体与固体反应时,应先通气体排尽装置中的空气,再加热;反应结束时,应先停止加热再停止通气体;⑤配制一定物质的量浓度的溶液时,应先将溶液恢复至室温,再转移入容量瓶。
针对训练 3.水合肼又称水合联氨,广泛用于还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为:NaClO+2NH3 ══ N2H4·H2O+NaCl。用如图装置制取水合肼有关分析正确的是( )
A.装置的连接顺序是:f→a→b→d→c→eB.e所在装置的漏斗可以没入水面以下C.f所在装置可以快速制备氨气D.操作过程中要快速滴加NaClO溶液
答案 C解析 制备水合肼时需先制备氨气,并将其通入NaClO溶液中,氨气极易溶于水,在两装置中间需要连接安全瓶用于防倒吸,为有利于氨气与NaClO溶液反应,制备水合肼时氨气应从三颈烧瓶的c口进入,最后用e所在装置进行尾气处理并防倒吸,则装置的连接顺序应是:f→a→b→c→d→e(a、b顺序可互换),故A错误;e所在装置的漏斗用于防倒吸,若没入水面以下,则不能起到防倒吸的作用,故B错误;f所在装置中,利用CaO与水反应放热使NH3·H2O分解释放氨气,可以快速制备氨气,故C正确;由题干信息可知,水合肼具有还原性,而NaClO具有强氧化性,若滴加NaClO溶液过快,过量的NaClO能氧化水合肼,降低产率,故D错误。
4.无水氯化铝为白色粉末,极易吸水,常压下182.7 ℃升华。学生甲拟选用如图所示仪器、装置(部分仪器连接的橡胶管或橡胶塞省略)和试剂制备无水氯化铝。
回答下列问题:(1)实验前,如何检查装置A的气密性? 。 (2)装置A中反应的化学方程式为 。 (3)从上列仪器中选取制备无水氯化铝的装置,各装置的连接顺序为A→ → → → →G。 (4)装置G的作用是 。 (5)学生乙提出另一种制备无水氯化铝的方案:将金属铝与足量盐酸反应后,将溶液加热蒸干、灼烧得到无水氯化铝,请你评价该方案是否可行,并说明理由 。
答案 (1)关闭A装置的止水夹和分液漏斗的旋塞,向分液漏斗中加水,然后打开分液漏斗的旋塞,当少许水进入烧瓶后滴水停止,说明装置A不漏气(2)4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O(3)C B D F(4)吸收多余的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入装置中使氯化铝水解(5)不可行,AlCl3在水中存在如下平衡:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,蒸干和灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3分解:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O↑,因此固体产物主要为Al2O3
解析 (1)关闭A装置的止水夹和分液漏斗的旋塞,向分液漏斗中加水,然后打开分液漏斗的旋塞,当少许水进入烧瓶后滴水停止,说明装置A不漏气;(2)浓盐酸与MnO2在加热条件下反应可用来制取氯气;(3)根据题意知,先制取氯气,装置A是制取氯气的装置;制取氯气所用的浓盐酸具有挥发性,浓盐酸中的水在加热条件下生成水蒸气,所以制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气,要想制取纯净、干燥的氯气,必须除去氯化氢和水蒸气,所以要进行净化和干燥氯气,所以选装置C、B;制取的纯净、干燥的氯气和铝反应,条件是加热,且必须有进气口和出气口,所以选装置D;因为AlCl3易升华,所以选取一个缓冲装置使其变成固态易保存,故选装置F;氯气有毒,污染空气,所以不能直接排放,又因为空气中有水蒸气,无水AlCl3极易与水作用而变质,所以选取盛放碱石灰的干燥管G;
(4)因为空气中有水蒸气,无水AlCl3极易与水作用而变质,且氯气有毒,所以用碱石灰吸收Cl2和防止空气中的水蒸气进入装置;(5)AlCl3在水中存在如下平衡:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,蒸干和灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3分解:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O↑,因此固体产物主要为Al2O3。
1.(2023山东卷)实验室安全至关重要。下列实验室事故处理方法错误的是( )A.眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗B.皮肤溅上碱液,先用大量水冲洗,再用2%的硼酸溶液冲洗C.电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火D.活泼金属燃烧起火,用灭火毯(石棉布)灭火
答案 A解析 眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,然后立即就医,A错误;皮肤溅上碱液,立即用大量水冲洗,再涂上稀的硼酸溶液,B正确;电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火,C正确;活泼金属会与水反应,所以活泼金属燃烧起火,用灭火毯灭火,D正确。
2.(2023北京卷)完成下述实验,装置或试剂不正确的是( )
答案 D解析 MnO2固体在加热条件下将HCl氧化为Cl2,该装置可用于制备Cl2,A项正确;C2H4不溶于水,可选择排水法收集,B项正确;挤压胶头滴管,水进入烧瓶将NH3溶解,烧瓶中气体大量减少导致压强急剧降低,打开活塞后,水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉,红色喷泉证明氨水显碱性,C项正确;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。
3.(2023浙江6月选考)下列说法正确的是( )
A.图①装置可用于制取并收集氨气B.图②操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡C.图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大D.图④装置盐桥中阳离子向ZnSO4溶液中迁移
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