第70讲 仪器的组合与创新使用-2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件

这是一份第70讲 仪器的组合与创新使用-2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件，共57页。PPT课件主要包含了复习目标，一器多用与多器一用，考点一，必备知识，专项突破，考点二，气体体积的测定，装置的气密性检查，真题演练等内容，欢迎下载使用。
1.了解同一仪器在不同组合中的用途及不同仪器组合的同一用途。2.了解仪器的创新使用。
1.用途多变的广口瓶回答下列问题：
(1)收集气体：可选用装置____(填装置字母，下同)，若用排空气法收集CO2，则应从___口进气；若收集氢气，则应从___口进气；若瓶中装满饱和食盐水，从___口进气，可收集Cl2。(2)洗气除杂或干燥：可选装置____，比如除去Cl2中的少量HCl，则广口瓶中盛放___________，应从____口进气。
(3)装置E可用于贮存少量气体，若E中收集了少量H2，排出H2的方法是________________________________________。(4)图中可用于测量气体体积的是____，用作安全瓶的是____或A，若用A作安全瓶，则应从____口进气；接在气体连续制备的实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是____。(5)用于监控气体流速(如图F)，广口瓶中盛有液体，从____端通入气体，根据液体中产生气泡的速率来监控通入气体的流速。
向长颈漏斗中注入适量蒸馏水
2.多用途的球形干燥管位置不同，作用不同(1)在整套实验装置的中间横放——干燥、吸收及检验装置
①干燥管内装有固体干燥剂，可用于干燥气体。无机实验中常用的固体干燥剂有 。②干燥管内盛有 (填写试剂名称)时，可用于水蒸气的检验。③可用于定量测定气体的质量。(2)在整套实验装置的最后横放——“左吸右挡”：既可以吸收多余的尾气，防止污染空气，又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中。
碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷
3.实验仪器的“多器一用”(1)可以测量气体体积的装置
(2)可用于冷凝或冷却的装置
(3)可用于气体干燥或除杂的装置
1.用如图所示装置进行下列实验，能达到实验目的的是A.瓶中盛有适量浓硫酸，从A口进气来干燥NH3B.从B口进气，用排空气法收集CO2C.瓶中装满水，从B口进气，用排水法收集NO2D.瓶中装满水，A口连接导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成H2的体积
A项，NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥NH3；B项，用向上排空气法收集CO2时，应从A口进气；C项，NO2与H2O反应，不能用排水法收集；D项，H2难溶于水，从B口通入H2，能将瓶中的水压入量筒中，进入量筒中水的体积即为H2的体积。
[归纳提升] 常见仪器的创新使用图示
(1)变换思维角度——广口瓶的“一瓶多用”
(2)多变的角色——球形干燥管的“一管多用”①位置不同，作用不同
a.在整套实验装置的中间横放——干燥、吸收及检验装置
ⅰ.干燥管内装有干燥剂，可用于干燥气体；
ⅱ.干燥管内盛有无水硫酸铜时，可用于水(蒸气)的检验；ⅲ.可用于定量测定气体的质量。
b.在整套实验装置的最后横放——左吸右挡
既可以吸收多余的尾气，防止污染空气，又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中，简
②球形干燥管的创新用途
A 装置为防倒吸装置；B 装置为简易过滤器；C 装置为简
(3)化学实验安全的创新设计①防倒吸装置
a.实验室制取Cl2 时，尾气的处理可采用b 装置。b.制取CO 时，尾气处理可采用a、c 装置。c.制取H2 时，尾气处理可采用a、c 装置。
2.过氧化钙(CaO2)是一种白色的固体，微溶于水，且不溶于乙醇、乙醚和碱性溶液，溶于酸。利用反应Ca2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋ 制备过氧化钙，装置如图所示。
按要求回答问题。(1)W的作用是_________，写出反应的化学方程式：____________________________________________。(2)仪器X的名称为__________，其作用是__________________________。(3)温水浴可以加快反应速率，但在实验中为什么采取冰水浴？______________。
＋2NH3↑＋2H2O
导气，并防止发生倒吸现象
实验中常见仪器或装置的创新设计
A.该装置中的干燥管可用于 ，原理类似于倒置在水中的 。B.简易的 装置，如净化天然水。C.简易的启普发生器，其优点为 。
可控制反应的发生和停止
①已知有以下几种气体发生原理a.CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑b.Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
d.Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
2.多种仪器的创新使用(1)控制反应发生和停止的装置
可利用甲、乙装置来制备的气体发生原理有 (填字母)。以甲为例叙述此类装置控制反应发生和停止的原理：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②对于丙装置，若想反应发生，可采取的操作是 ，若想停止反应，可采取的操作是 。
当需要反应发生时，打开止水夹，
向长颈漏斗内注入液体试剂而与多孔隔板上块状固体药品接触，反应开始；当需要停止反应时，关闭止水夹，液体在气压作用下被压回到长颈漏斗内，固液分离，反应停止
将Cu丝上提，使之与浓硝酸分离
橡胶管a的作用是 ，在定量测量气体体积时还可以 ，支管b也具备平衡气压的作用。
平衡气压，便于液体顺利流下
①简述装置乙防倒吸的原理：_____________________________________________ 。②能否用苯代替CCl4： (填“能”或“否”)。
HCl不溶于CCl4，会从CCl4层中逸出被水层吸收，
导管口附近气压不会减小，不会引起倒吸
①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。②制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。
1.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。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)
试管口向上倾斜，水倒流进试管，会使试管底炸裂，故A错误；加热固体来制取气体，应选择试管，不能选择锥形瓶，故B错误；草酸熔点低，在分解之前就熔化，C装置熔化的草酸会流到试管口，而酒精加热部位在试管底部，会使样品无法继续受热分解，故C错误；该装置解决了受热过程中产生水以及样品熔化流动的这两个问题，草酸晶体100 ℃开始失水，试管口应略向下倾斜，故D正确。
2.已知HCl难溶于CCl4，则如下图所示装置中，不适宜用于HCl气体尾气吸收的是
3.用分液漏斗和烧杯可以组装成一套简易的、能随开随用、随关随停的气体发生装置，如图所示。能用此装置制备的气体有________(填字母)。a.用锌粒与稀硫酸反应制取H2b.用过氧化钠与水反应制取O2c.用二氧化锰与浓盐酸反应制取Cl2d.用铜片与浓硝酸反应制取NO2
4.下图给出了干燥管的不同应用，请回答下列问题：
(1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置，下列组合中气体a和固体R均正确的是_____(填字母)。
甲作为干燥装置，固体R必须能吸收水，且不与气体a发生反应。B中浓硫酸为液体干燥剂；C中的高锰酸钾不仅不易吸收水，还与乙烯反应；D中的碱石灰虽然能吸收水，但也能与Cl2反应。
(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_______。
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，中学阶段熟悉的反应是二氧化碳与过氧化钠反应制取氧气。
(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__________。
气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。测量气体体积的常用方法：
(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。A装置测量前可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。C装置则是直接将一种反应物置于倒置的漏斗中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。D装置用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
解答该量气装置读数时的答题模板：①将××××恢复至室温。②调节×××与×××两端液面相平。③视线与×××在同一水平线上。E装置直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积的测量)。(2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
1.用镁带和稀硫酸反应产生氢气来测定氢气的气体摩尔体积，所用的步骤有①冷却至室温；②调节使水准管和量气管液面持平；③读数。正确的顺序是A.①②③ B.①③②C.③①② D.③②①
因为生成气体的体积需要用排出的水的体积衡量，而镁带和稀硫酸的反应是放热反应，反应前后量气管的温度不同，因此，反应后应先将待测体系恢复到室温，再将量气管上下移动以调节量气管内的液面与水准管一致，此时量气管内气体压强也为大气压，读数才是正确的；所以正确的操作顺序为①②③。
2.欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次，假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。
回答下列问题(气流从左到右)：(1)各种仪器连接的先后顺序是____接____、____接____、____接____、____接____(用小写字母表示)。
根据实验目的及各装置的特点分析可知：利用装置A中的水压将E中稀盐酸压至B中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是____________(填序号)。①待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为Va mL；②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为m g，并将其投入试管B中的多孔塑料板上；③检查装置的气密性；④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水Vb mL。
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为______________。
由题意知：Mg　　　～　　　H2M　　　　　　　22.4 LM　　　　　　　(Va－Vb)×10－3 L
(4)若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
由于试管B未冷却至室温，会导致Va变大，所以使Mg的相对原子质量偏小。
装置的气密性检查必须在放入药品之前进行。(1)气密性检查的基本思路使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。(2)气密性检查的答题规范简答题应注意答题规范，对装置的气密性检查可按如下文字进行答题：①装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论。②微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱。③液差(封)法的关键词是封闭、液差。④答题时易忽略的关键性的文字叙述：a.将导管末端浸入水中；b.关闭或者开启某些气体通道的活塞或弹簧夹；c.加水至“将长颈漏斗下口浸没”。
1.观察下面a～f六种装置，补充完整检查气密性的操作和现象：
(1)微热法：如图a。用手捂热或用酒精灯微热试管，导管口__________，松开手或停止加热后导管内______________，证明装置不漏气。
(2)液差法：如图b、c。连接好仪器，b中夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中注入适量水，使b中长颈漏斗中的液面______锥形瓶中的液面，静置，若__________________，证明装置不漏气。c中从乙管加入适量水，使乙管液面_______甲管液面，静置，若液面______________，证明装置不漏气。(3)滴液法：如图d。向分液漏斗中注入适量水，关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，水在下端形成一段水柱，如果________________________________，则证明装置气密性良好。
一段时间后，水柱的水位不会下降
(4)抽气(吹气)法：如图e、f。e中关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞__________________，证明装置的气密性良好。f中打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面________，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面__________，则证明装置的气密性良好(液差法的拓展)。
2.为了检查如图所示某有机合成装置的气密性，甲、乙两位同学进行以下操作和方案设计。(1)甲同学认为，用微热法便可检查装置气密性是否良好。经检验方案可行，则甲同学检查装置气密性的操作方法、现象和结论是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
将e导管下端管口浸入盛水的烧杯中，关闭b的活塞，打开a处止水夹，微热d，若e导管口有气泡冒出，冷却至室温后，又有一段水柱上升，证明气密性良好
(2)乙同学认为只需关闭a处止水夹，打开b的玻璃活塞，观察液体能否顺利滴下便可检查其气密性是否良好，该同学的方案可行吗？________(填“可行”或“不可行”)，并解释原因：__________________________________________。
无论气密性是否良好，b中的液体均能顺利滴下
1.(2022·湖北，6)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是
碳酸钠和碳酸氢钠都会因水解而使溶液显碱性，碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠，滴入酚酞溶液后，碳酸钠溶液呈红色，碳酸氢钠溶液呈浅红色，A正确；食盐水为中性，铁钉发生吸氧腐蚀，试管中的气体减少，导管中形成一段水柱，B正确；钠燃烧温度在400 ℃以上，玻璃表面皿不耐高温，故钠燃烧通常用坩埚或者燃烧匙，C错误。
2.(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
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。
3.(2021·天津，15)某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备O2，再用O2氧化C2H5OH，并检验氧化产物。Ⅰ.制备O2该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)
(1)甲装置中主要仪器的名称为__________________。(2)乙装置中，用粘合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K1，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H2O2溶液至___________________。欲使反应停止，关闭活塞K1即可，此时装置中的现象是_________________________________________________。
试管内的H2O2溶液被压入
长颈漏斗中，与MnO2分离
(3)丙装置可用于制备较多O2，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，安全管中的现象是___________，此时可以将铂丝抽离H2O2溶液，还可以采取的安全措施是______________。
(4)丙装置的特点是______(填序号)。a.可以控制制备反应的开始和结束b.可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率c.与乙装置相比，产物中的O2含量高、杂质种类少
用双氧水和催化剂制取氧气。制得的氧气经干燥后进入盛有乙醇的圆底烧瓶中，和热的乙醇一起进入硬质玻璃管中，在铜的催化作用下发生乙醇的催化氧化反应生成乙醛。生成的乙醛进入试管中，被冷凝收集。
催化剂铂丝可上下移动，可以控制制备反应的开始和结束，a正确；催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越快，b正确；
丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液，与乙装置相比，可用于制备较多O2，但产物中的O2含量和杂质种类和乙中没有区别，c错误。
Ⅱ.氧化C2H5OH该小组同学设计的氧化C2H5OH的装置如图(夹持装置省略)(5)在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。
Ⅲ.检验产物(6)为检验上述实验收集到的产物，该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验①～③中的结论不合理的是_____(填序号)，原因是__________________________________。
乙醇也能使酸性KMnO4