2026届高考化学专题复习课件：物质制备常用实验装置及选择

这是一份2026届高考化学专题复习课件：物质制备常用实验装置及选择，共63页。PPT课件主要包含了②气体干燥剂的选择，E→D→C，长颈漏斗，防止CrCl3冷凝，为固体后发生堵塞，c→d→a→b→g，恒压滴液漏斗，使反应生成的NaOH，CCD，蒸馏烧瓶等内容，欢迎下载使用。
1.常见气体的制备(1)气体制备的一般流程
(2)常见的气体发生装置
固体与液体在常温下反应制备气体的装置,如图5,分液漏斗与烧瓶间的胶管能平衡气体压强,使液体顺利滴下,排出的气体体积不包括加入液体所占体积;如图6、图7,能随制随停,便于控制反应。(3)常见的净化装置——用于除去气体中的杂质气体
①判断气体中杂质的方法a.看反应介质。若反应在溶液中进行,则制取的气体中一定含有水蒸气;若反应物中有气体,由于气体不能充分反应,则制取的气体中一定含有原来的气体,如用CO2与Na2O2反应制取的O2中一定含有CO2杂质。b.看反应物的性质。如用浓盐酸制取的气体中含有挥发出的HCl气体。c.看生成物的成分。如用氯化铵和消石灰反应制取的氨气中含有水蒸气。
特别提醒　选取干燥剂时,除了常规地从酸碱性角度考虑外,还要考虑特殊反应,如浓硫酸不能干燥还原性气体(H2S、HI等),可用P2O5干燥;中性干燥剂CaCl2不能干燥NH3,因为二者会发生络合反应(这些知识可能会成为高考的设题点)。
(4)常见的气体收集装置
①密度比空气大且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集,导气管应“长进短出”;密度比空气小且不与空气中的成分反应的气体则用向下排空气法收集,导气管应“短进长出”。②易溶于水或能与水反应的气体,如NH3、HCl、NO2等,需用排空气法或排其他试剂法收集。③常温下能与空气中的成分反应的气体(如NO),密度与空气接近的气体(如N2、CO、C2H4等),都不能用排空气法收集。④能溶于水但溶解度不大的气体,可以用排饱和溶液的方法收集,如CO2——排饱和NaHCO3溶液;SO2——排饱和NaHSO3溶液;H2S——排饱和NaHS溶液;Cl2——排饱和NaCl溶液。
(5)有毒气体的处理装置①装置C适用于溶解度较小的有毒气体,如Cl2、NO2、H2S等。②装置D、E适用于溶解度较大的气体,如HCl、NH3等。③装置A适用于某些可燃性气体,如CO等。④装置B采用收集法处理尾气,适用于NO、CO等。
2.有机物的制备有机物的制备实验装置的选择
3.常考仪器作用及操作目的作用示例(1)常考仪器作用的规范描述示例
①中橡胶管的作用:平衡压强,使液体能顺利滴下;减小液体体积对气体体积测量的干扰。②的作用:干燥气体或除去气体中的杂质。③的作用:吸收尾气,防止污染空气。④的作用:干燥气体或吸收气体;防止空气中的二氧化碳、水蒸气对实验产生影响。⑤的作用:安全瓶,防止瓶内压强过大。⑥的作用:通入除去某些成分的空气,防止实验中产物受装置内残留空气的影响。
⑦的作用:混合气体;干燥气体;通过观察气泡速率控制流量。⑧的作用:测量气体体积。读数时注意:装置冷却到室温,上下移动量气管使左右两液面高度一致,平视量气管内凹液面最低处读出数值。⑨中仪器名称与作用:a为布氏漏斗,b为抽滤瓶或吸滤瓶,两者组合配合抽气,使抽滤瓶内压强减小,加快过滤的速率。
(2)实验操作的目的作用示例①恒压滴液漏斗支管的作用:保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压滴液漏斗内压强相等(平衡压强),使恒压滴液漏斗内的液体顺利流下。②沉淀用乙醇洗涤的目的:减少固体的溶解损失;除去固体表面吸附的杂质;乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥。③冷凝回流的作用及目的:防止××蒸气逸出而脱离反应体系,提高××物质的转化率。
④“趁热过滤”的目的:防止降温过程中杂质析出,提高产品的纯度。⑤减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止××物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)受热分解。
1.(2024·呼和浩特二模)某化学小组用CCl4(沸点76.8 ℃)和1.52 g Cr2O3在高温下制备无水CrCl3,同时生成COCl2气体,实验装置如下图所示:
已知:①CrCl3易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。②COCl2气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。(1)装置A用于制备N2,实验装置合理的连接顺序为A→C→F→　　　　→B(填装置字母标号,可重复使用)。 (2)装置乙的名称为　　　　,装置D中粗导管的作用是__________________________________________________________________。 (3)尾气处理时发生反应的离子方程式为　　。 
2.(2024·渭南一模)二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2)是一种高效广谱杀菌消毒剂。它在常温下为白色固体,难溶于冷水。工业上合成二氯异氰尿酸钠的方法有多种,其中NaClO法是向NaOH溶液中通入Cl2产生高浓度NaClO溶液,然后与氰尿酸(C3H3N3O3)反应制取二氯异氰尿酸钠。从下面选择所需装置完成实验。
已知:2NaClO+C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O。回答下列问题:(1)按气流从左至右,导管口的连接顺序为h→　　　　(填小写字母)。 (2)若发现实际操作过程中仪器N中浓盐酸不易流下,可将仪器N换为　　　　　　。 (3)装置A中制备NaClO溶液完成的现象是___________________________, 在加氰尿酸溶液的过程中仍需不断通入Cl2的理由是_______________________________________________________________。
装置A液面上方有黄绿色气体
再次生成NaClO并参与反应,提高原料的利用率
【解析】装置E用浓盐酸和次氯酸钙来制取氯气,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O,制取的氯气中含有氯化氢气体杂质,装置B中盛有的饱和NaCl溶液可除去氯化氢气体,装置A内生成的高浓度NaClO溶液与氰尿酸(C3H3N3O3)溶液反应制备二氯异氰尿酸钠,反应的化学方程式为2NaClO+C3H3N3O3===NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O,氯气有毒,需要进行尾气处理,氯气可与氢氧化钠溶液反应,所以装置D用于吸收尾气。(1)由分析可知,按气流从左至右,导管口的连接顺序为h→c→d→a→b→g。(2)恒压滴液漏斗可平衡压强,使液体顺利流下。所以若发现实际操作过程中仪器N中浓盐酸不易流下,可将仪器N换为恒压滴液漏斗。
(3)当装置A中制备NaClO溶液完成后,氯气不再反应,装置A液面上方有黄绿色气体;实验时先向装置A中通入氯气生成高浓度的NaClO溶液,再加入氰尿酸溶液时生成二氯异氰尿酸钠和NaOH,NaOH和通入的Cl2再次反应生成NaClO,提高原料的利用率。
3.Mg能在NO2中燃烧,产物为Mg3N2、MgO和N2,某科学小组通过实验验证部分产物并探究产物的比例关系。限用如下装置进行实验(夹持装置省略)。资料信息:Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑
回答下列问题:(1)利用上述装置完成实验,连接顺序为B、　　　　、　　　　、G、　　　　、　　　　(填字母)。 (2)连接好仪器,装入药品前如何检查装置气密性? 　。 
关闭分液漏斗活塞,将D中导气管末端插入水中,对B中锥形瓶微热,若导管口有气泡冒出,停止加热,导气管中形成一段水柱,则装置气密性良好　
(3)装置A中盛装的干燥剂可以是　　　　(填序号)。 ①浓硫酸　　②无水CaCl2　　③碱石灰④五氧化二磷(4)装置F的作用是　。 
吸收过量的二氧化氮气体
4.某学习小组欲用下列装置探究乙烯还原氧化铜。
已知:ⅰ.乙醇在170 ℃、浓硫酸的作用下能产生乙烯,化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;ⅱ.加热条件下,少量乙醇被浓硫酸炭化。回答下列问题:(1)仪器X的名称为　　　　。 (2)制备乙烯时应选用装置　　　　(填“A”或“B”);反应开始后,仪器X中观察到的现象为　。 
(3)实验时装置的连接顺序是a→　　　　→尾气处理(按气流方向,用小写字母表示);其中NaOH溶液的作用为　。 (4)实验时,装置F应　　　　(填“先加热”或“后加热”),原因为　 　。 (5)能证明乙烯还原氧化铜的实验现象为____________________________　　。 
e→d→f→g→h→i(或i→h)→b→c
应先用乙烯排尽装置中的空气,避免乙烯与空气混合加热爆炸
装置F中黑色粉末变为红色,装置C中溶液变浑浊
【解析】本实验探究乙烯还原氧化铜,实验原理是C2H4+6CuO6Cu+2CO2+2H2O,根据已知信息,制备乙烯时反应温度应在170 ℃,温度计需要插入到溶液中,即用装置B制备乙烯,加热条件下,乙醇被浓硫酸炭化,碳在加热条件下与浓硫酸反应生成CO2、SO2,CO2干扰实验,需要除去,装置B连接装置D,然后干燥乙烯,装置E连接装置F,最后连接装置C,据此分析解答。
5.(2024·江西吉安专题练)二氯异氰尿酸钠(,简称DCCNa)是一种高效、安全的消毒剂,常温下性质稳定,受热易分解,难溶于冷水。实验室通过以下原理和装置(夹持仪器已略去)可以制取DCCNa。
已知:实验室常用高浓度的NaClO溶液和氰尿酸溶液在10 ℃时反应制备DCCNa,主要发生反应:A装置中盛装X试剂的仪器名称是________________;D中软导管的作用是　。 
平衡气压,使液体能够顺利滴下
【解析】A装置中盛装X试剂的仪器名称是三颈烧瓶;D中软导管的作用是平衡气压,使液体能够顺利滴下。
6.(2024·江苏赣榆专题练)二氯异氰尿酸钠的化学式为C3N3O3Cl2Na(简写为DCCNa,摩尔质量为220 g ·ml-1)。常温下DCCNa易溶于水难溶于乙醇。实验室可用氰尿酸(C3H3N3O3)与足量Cl2制备DCCNa:2Cl2+C3H3N3O3+3NaOH===C3N3O3Cl2Na+3H2O+2NaCl,实验装置如图所示(夹持装置和加热装置省略):
回答下列问题:反应结束后,关闭K1、K2,向X中加入乙醇,静置、减压过滤得粗品。(1)乙醇的作用是　; (2)减压过滤的优点是　; (3)进一步提纯DCCNa的方法是　。 
降低DCCNa溶解度,促进产品析出
7.(2024·山东潍坊专题练)实验室合成氨装置如图1所示,试回答下列问题:
(1)装置甲的作用:①　　　,②　　　　,③　　　　　　　　　　　。 (2)已知氨气在水中的溶解度大约为1∶700,若用图2中的装置吸收氨气,制成氨水,从实验安全的角度考虑应选用的装置是装置　　　　　(填字母)。 (3)某同学用图2中装置B吸收产生的氨气,结果装置B中溶液能使酚酞变红,且未看到倒吸现象,试分析未造成倒吸的原因可能是　。 
观察气泡以调节N2和H2气流的流速及两者的比例
反应后混合气体中氨气的含量较少,未造成装置中气体压强明显减小
【解析】(1)由于装置甲中盛有浓硫酸,所以可用来干燥N2和H2;通过浓硫酸后两种气体可以充分混合;另外通过观察气泡可以调节N2、H2气流的流速及两者的比例。(2)由于氨气极易溶于水,将其溶于水制成氨水,要防止倒吸,装置A、D可防止倒吸,装置B、C易发生倒吸,故答案选A、D。(3)合成氨反应速率较小,且反应进行的程度较小,反应后气体混合物中氨气的含量较少,即使氨气被完全吸收,气体压强也不会明显减小。
1.(2025·广东卷)酸及盐在生活生产中应用广泛。(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察到体系颜色　　　　。 (2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为加热溶解、　　　　(填下列操作编号)。 
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka,实验如下:取50.00 mL苯甲酸饱和溶液,用0.1000 ml/LNaOH溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得:
①c0=　　　　ml/L。 ②苯甲酸的Ka=　　　　(列出算式,水的电离可忽略)。 (4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。①知识回顾　羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为:CH3COOHⅠ>Ⅲ。
常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同
④实验小结　假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。(5)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。①丙同学认为不宜按照(3)中的方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为_________________________________。
2HClO 2H++2Cl-+O2↑
②小组讨论后,选用0.100 ml/L NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的Ka。简述该方案　　　 (包括所用仪器及数据处理思路)。 ③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
实验方法:取适量0.100 ml/L NaClO溶液放入烧杯中,用pH计测得体系在25 ℃下的pH,记录数据;
2.(2025·湖南卷)一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2,有少量的C2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(NiSO4、CSO4、MnSO4)的工艺流程如下:
已知:①金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子。②常温下,溶液中金属离子(假定浓度均为0.1 ml·L-1)开始沉淀和完全沉淀(c≤1.0×10-5ml·L-1)的pH:
回答下列问题:(1)基态Ni的价层电子排布式为　　　　。 (2)“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是　　　　(写化学式);SO2还原C2O3的化学方程式为______________________________________。 (3)“沉铁”时,Fe2+转化为Fe2O3的离子方程式为____________________________________,加热至200 ℃的主要原因是　。 
SO2+C2O3+H2SO4===2CSO4+H2O
4Fe2++O2+4H2O
防止形成Fe(OH)3胶体,防止其吸附其他金属阳离子,造成产率下降
(4)“沉铝”时,未产生Cu(OH)2沉淀,该溶液中c(Cu2+)不超过　　　ml·L-1。 (5)“第二次萃取”时,　　　　、　　　　(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示,M表示金属元素)更稳定,这些配合物中氮原子的杂化类型为　　　　。 
【解析】(1)Ni原子的价电子是指3d和4s能级上的电子,所以基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2。(2)由分析可知,“酸浸还原”时,“滤渣”的主要成分是SiO2;SO2将三价钴还原为二价钴,同时由于硫酸的作用得到CSO4,化学方程式为SO2+C2O3+H2SO4===2CSO4+H2O。(3)“沉铁”时,Fe2+转化为Fe2O3,铁元素化合价上升,则O2做氧化剂,离子反应为:4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3+8H+;已知金属氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附金属阳离子,则加热至200℃的主要原因是防止形成Fe(OH)3胶体,防止其吸附其他金属阳离子,造成产率下降。
3.(2024·浙江1月选考)H2S可用于合成光电材料。某兴趣小组用CaS与MgCl2反应制备液态H2S,实验装置如下图所示,反应的化学方程式为CaS+MgCl2+2H2O===CaCl2+Mg(OH)2+H2S↑。
已知:①H2S的沸点是-61 ℃,有毒;②装置A内产生的H2S气体中含有酸性气体杂质。请回答:(1)仪器X的名称是　　　　。 (2)完善虚线框内的装置排序:A→B→　　　→　　　→______→F→G。 
(3)下列干燥剂,可用于装置C中的是　　　　。(　　) A.氢氧化钾B.五氧化二磷C.氯化钙D.碱石灰(4)装置G中汞的两个作用:①平衡气压;②　　　　。 
【解析】(2)由已知②知,产生的气体首先要用NaHS溶液除去酸性气体杂质,然后进行干燥,由于气体传热速度较慢,需要先预冷却,且玻璃棉可有效减缓气体流动,增强冷却效果,故装置顺序为A→B→E→C→D→F→G。(3)H2S为酸性气体,不可以选用碱性干燥剂,故B、C项正确。(4)随着反应进行不断产生气体,装置内压强不断增大,故装置G可起到平衡气压的作用,装置G还可起到液封作用,防止空气中水蒸气进入。
4.(2024·新课标卷)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用,一种合成1⁃(4⁃甲氧基苯基)⁃2,5⁃二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下:
实验装置如下图所示,将100 mml己⁃2,5⁃二酮(熔点:-5.5 ℃,密度:0.737 g·cm-3)与100 mml 4⁃甲氧基苯胺(熔点:57 ℃)放入①中,搅拌。待反应完成后,加入50%的乙醇溶液,析出浅棕色固体。加热至65 ℃,至固体溶解,加入脱色剂,回流20 min,趁热过滤。滤液静置至室温,冰水浴冷却,有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题:(1)量取己⁃2,5⁃二酮应使用的仪器为　　　　　　　　(填名称)。 (2)仪器①用铁夹固定在③上,③的名称是　　　　;仪器②的名称是　　　。 (3)“搅拌”的作用是　　　　　　。 (4)“加热”方式为　　　　　　。 
(5)使用的“脱色剂”是　　　　　　。 (6)“趁热过滤”的目的是___________________;用　　　　洗涤白色固体。 (7)若需进一步提纯产品,可采用的方法是　 。