2020年化学高考热点专练：热点3 化学实验的装置与操作分析

热点3  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，常结合元素化合物的重要性质考察常见仪器的使用和化学实验基本操作。题型多为选择题，难度以中等偏易为主，考查的核心素养以科学探究与创新意识为主。

【备考建议】

2020年高考备考应重点关注实验基本操作的规范性，常见仪器的名称、正确使用及注意事项。

【限时检测】（建议用时：30分钟）

1.（2019·新课标Ⅰ卷）实验室制备溴苯的反应装置如下图所示，关于实验操作或叙述错误的是

A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K

B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色

C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯

【答案】D

【分析】

在溴化铁作催化剂作用下，苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢，装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽，装置c中碳酸钠溶液呈碱性，能够吸收反应生成的溴化氢气体，倒置漏斗的作用是防止倒吸。

【详解】A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体，会使烧瓶中气体压强增大，苯和溴混合液不能顺利流下。打开K，可以平衡气压，便于苯和溴混合液流下，故A正确；

B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽，溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色，故B正确；

C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性，能够吸收反应生成的溴化氢气体，故C正确；

D项、反应后得到粗溴苯，向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤，除去其中溶解的溴，振荡、静置，分层后分液，向有机层中加入适当的干燥剂，然后蒸馏分离出沸点较低的苯，可以得到溴苯，不能用结晶法提纯溴苯，故D错误。

故选D。

2.（2019·天津卷）下列实验操作或装置能达到目的的是（    ）

A. A B. B C. C D. D

【答案】B

【详解】A、乙醇的密度小于浓硫酸，混合时应将浓硫酸沿烧杯壁倒入乙醇中，边倒边搅拌，若顺序相反则容易引起液体飞溅，故A不能达到目的；

B、容量瓶上的刻度与凹液面的最低处相切，胶头滴管垂直位于容量瓶的正上方，故B能达到目的；

C、二氧化氮的密度大于空气，集气瓶中的导气管应长进短出，故C不能达到目的；

D、乙炔中的H2S等杂质也能使溴水褪色，应先通过一个盛碱液的洗气瓶将杂质除去，故D不能达到目的；

故选B。

3.（2019·江苏卷）下列实验操作能达到实验目的的是

A. 用经水湿润的pH试纸测量溶液的pH

B. 将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中，加水至刻度，配制1.000 mol·L−1NaOH溶液

C. 用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体

D. 用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2

【答案】D

【分析】

此题考查基本实验操作，根据溶液pH的测量、物质的量浓度溶液的配制、盐类水解的应用、物质除杂的原则作答。

【详解】A.用水湿润的pH试纸测量溶液的pH所测为稀释液的pH，不是原溶液的pH，实验操作错误，不能达到实验目的，A项错误；

B.配制物质的量浓度的溶液的实验步骤为：计算、称量（或量取）、溶解（或稀释）、冷却、转移及洗涤、定容、摇匀、装液，由于容量瓶上有容积、温度和唯一刻度线，若将氢氧化钠直接置于容量瓶中，加水后氢氧化钠溶于水会放热引起容量瓶的容积发生变化，引起实验误差，B项错误；

C.在AlCl3溶液中存在水解平衡：AlCl3+3H2OAl（OH）3+3HCl，若用甲装置蒸干氯化铝溶液，由于HCl的挥发，加热后水解平衡正向移动，最终AlCl3完全水解成氢氧化铝固体，不能得到AlCl3固体，C项错误；

D.SO2属于酸性氧化物，能被NaOH溶液吸收，乙烯与NaOH溶液不反应且乙烯难溶于水，可通过盛有NaOH溶液的洗气瓶除去乙烯中少量的SO2，D项正确；

4.（2018·河北省衡水中学高考模拟）下列有关实验的描述正确的是

A. 向碘化钠稀溶液中加入新制氯水立即生成大量紫黑色固体

B. 向分别装有1g Na2CO3和NaHCO3固体的试管中滴入几滴水，温度高的为Na2CO3

C 将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，变红，说明样品变质

D. 中和热测定时环形玻璃搅拌棒要不断顺时针搅拌，目的是为了混合均匀，充分反应

【答案】B

【解析】A.碘离子被氯气氧化为碘单质，碘单质溶在水中，溶液显紫色，不能有紫色固体析出，A错误；

2. Na2CO3溶于水放热多，所以温度高，B正确；
3. Fe2+ 、NO3- 在酸性环境下发生氧化还原反应，Fe2+被氧化为Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液变为红色，样品不一定变质，C错误；
4. 用环形玻璃搅拌棒要轻轻搅动，防止热量散失，D错误。

5.（2019·安徽省六安市第一中学高考模拟）利用废蚀刻液(含FeCl2、CuCl2及FeCl3)制备碱性蚀刻液[Cu(NH3)4Cl2溶液和FeCl3•6H2O的主要步骤：用H2O2氧化废蚀刻液，制备氨气，制备碱性蚀刻液[CuCl2+4NH3=Cu(NH3)4Cl2]、固液分离，用盐酸溶解沉淀并制备FeCl3•6H2O。下列有关实验说法正确的是（     ）

A. 用H2O2氧化废蚀刻液的离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O

B 用装置甲可以制备Cu(NH3)4Cl2并沉铁

C. 用装置乙可以分离Cu(NH3)4Cl2溶液和Fe(OH)3

D. 用装置丁由FeCl3溶液制备FeCl3•6H2O需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等步骤

【答案】A

【分析】

用H2O2氧化废蚀刻液，使亚铁离子生成铁离子，用甲装置制备氨气，生成的氨气通入乙装置，制备碱性蚀刻液[CuCl2+4NH3=Cu(NH3)4Cl2]，用丙装置过滤分离，用盐酸溶解氢氧化铁沉淀，将溶液在蒸发皿中进行蒸发，且应通入氯化氢防止铁离子水解，以达到制备FeCl3·6H2O的目的，以此解答该题。

【详解】A.H2O2具有强的氧化性，可用H2O2氧化废蚀刻液中的Fe2+，反应的离子方程式为：2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O，A正确；

B.氨气易溶于水，注意防止倒吸，所以要选用乙装置，氨气与溶液反应生成Cu (NH3)4Cl2和氢氧化铁，B错误；

C.用装置丙可以分离可溶性Cu(NH3)4Cl2溶液和难溶性的固态Fe(OH)3，C错误；

D.由FeCl3溶液制备FeCl3•6H2O需要蒸发皿中蒸干，不能再烧杯中进行，D错误；

6.（2019·湖北省黄冈中学高考模拟）某兴趣小组设计了如下实验测定海带中碘元素的含量，依次经过以下四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是（    ）

A. 灼烧海带：

B. 将海带灰溶解后分离出不溶性杂质：

C. 制备Cl2，并将I-氧化为I2：

D. 以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定：

【答案】B

【分析】选择酸碱滴定管一方面要考虑实际的反应所需的环境，另一方面要考虑标准溶液的酸碱性。如高锰酸钾溶液在酸性条件下具有强氧化性，需选择酸式滴定管；而本题的硫酸硫酸钠还原碘单质时，考虑到标准溶液的水解来选择碱式滴定管。此外，学生要牢记仪器的构造，会区分酸式滴定管与碱式滴定管。

【详解】A. 灼烧需在坩埚中进行，不能选烧杯，A项错误；

B. 将海带灰溶解后分离出不溶性杂质采用过滤操作，过滤需要玻璃棒引流，图中操作科学规范，B项正确；

C. 制备Cl2，并将I-氧化为I2，除去氯气中的氯化氢应该用饱和食盐水，尾气需用氢氧化钠吸收，C项错误；

D. Na2S2O3为强碱弱酸盐，因S2O32-的水解使溶液呈现碱性，所以滴定时Na2S2O3应该放在碱式滴定管中，而不是酸式滴定管，D项错误；

7.（2019·宁夏银川一中高考模拟）为了验证浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生的气体产物，某同学选用了如图所示的实验装置。下列说法错误的是

A. B装置用来检验产物中是否有水蒸气

B. 拆除E装置也能达到实验目的

C. F装置中出现白色浑浊证明产物中一定有CO2生成

D. C装置用来检验产物中是否有SO2生成

【答案】C

【分析】

浓硫酸和木炭粉在加热条件下产生二氧化硫、二氧化碳、水，用无水硫酸铜检验水蒸气，用品红溶液检验二氧化硫，用澄清石灰水检验二氧化碳，由于二氧化硫与澄清石灰水也产生白色沉淀，故检验二氧化碳前需要除去二氧化硫，品红溶液C检验SO2，通过溴水除去SO2，品红溶液E检验二氧化硫除尽，品红溶液E不褪色，F中澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳。

【详解】A、无水硫酸铜遇水变蓝，B装置中无水硫酸铜用来检验产物中是否有水蒸气，故A正确；

B、气体通过溴水除去了SO2，所以拆除E装置也能达到实验目的，故B正确；

C、E中品红溶液不褪色、F中澄清石灰水变浑浊，才能证明产物中一定有CO2生成，故C错误；

D、SO2能使品红褪色，所以C装置用来检验产物中是否有SO2生成，故D正确。

8.（2019·山东省济南外国语学校高考模拟）用下列实验方案及所选玻璃仪器(非玻璃任选)，就能实现相应实验目的的是(   )

A. A B. B C. C D. D

【答案】D

【详解】A、过滤需要漏斗，故不选A；

B、NaClO水解生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸测其pH，故不选B；

C、检验蔗糖是否水解，应该向水解后的溶液中加氢氧化钠溶液中和酸，再向其中加入新制的银氨溶液，并水浴加热，故不选C；

D、1L1.6%的硫酸铜溶液中溶质的物质的量为0.1mol，将25gCuSO4·5H2O溶解在975g水中，溶液质量为1000g，25gCuSO4·5H2O中n(CuSO4)=0.1mol，故选D。

9.（2019·陕西省宝鸡市宝鸡中学高考模拟）乙酸乙酯是无色透明有刺激性气味的液体，制备的实验 装置如图所示。下列说法不正确的是

A. 先在试管a中加入乙醇，然后边振荡试管边缓慢加入浓硫酸和乙酸

B. 浓硫酸的作用主要是催化和吸水

C. b中的饱和Na2CO3溶液可用浓NaOH溶液代替

D. 实验原理为

【答案】C

【详解】A、制备乙酸乙酯，加入试剂的顺序是乙醇→浓硫酸→乙酸，故A说法正确；

B、乙酸与乙醇反应方程式为CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O，浓硫酸为催化剂，该反应为可逆反应，利用浓硫酸的吸水性，促使平衡向正反应方向进行，故B说法正确；

C、乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应，因此不能用NaOH代替饱和Na2CO3溶液，故C说法错误；

D、生成酯的原理是酸去－OH，醇去羟基上的氢，因此实验原理为，故D说法正确。

10.（2019·四川省成都市石室中学高考模拟）用如图所示装置(夹持已装置省略)进行下列实验，能得出相应实验结论的是

A. A B. B C. C D. D

【答案】B

【详解】A．稀硫酸与硫化钠反应生成的硫化氢气体通入AgNO3与AgCl的浊液中，可以看到生成黑色沉淀，因为浊液中有硝酸银电离的银离子，当Qc(Ag2S)＞Ksp(Ag2S)，生成Ag2S沉淀，可发生沉淀的生成，不能说明发生了氯化银沉淀的转化，则不能比较溶度积Ksp(AgCl)和Ksp(Ag2S)的大小，故A错误；

B．浓硫酸使蔗糖变黑证明其具有脱水性；反应生成的气体可以使溴水褪色，证明浓硫酸有强氧化性、可被还原生成二氧化硫，故B可以得到相应的结论；

C．稀硫酸与Na2CO3反应生成二氧化碳，二氧化碳通入CaCl2溶液中没有明显现象（没有沉淀生成），证明CO2不与氯化钙发生反应，故C错误；

D．浓硝酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，但浓硝酸易挥发，硝酸、碳酸均可与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，则不能比较碳酸与硅酸的酸性，应排除硝酸的干扰，故D错误.

11.（2019·山东省德州市高考联考模拟）一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示，反应I中的反应为：3NaClO3+4SO2+3H2O=2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl，下列说法正确的是

A. 产品中可能含有NaCl B. 反应Ⅱ中H2O2做氧化剂

C. NaClO2的漂白原理与SO2相同 D. 实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行

【答案】A

【分析】

NaClO3和SO2在反应器I中发生氧化还原反应生成ClO2，3NaClO3+4SO2+3H2O=2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl，ClO2在反应器II中与双氧水、氢氧化钠反应发生氧化还原反应2ClO2+H2O2+2NaOH-═2NaClO2+2H2O+O2，生成亚氯酸钠，再经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，干燥得到其晶体。

【详解】A.在蒸发浓缩NaClO2溶液时，由于NaClO2不稳定，受热易分解，产品中可能含有NaCl，故A正确；

B.反应Ⅱ：2ClO2+H2O2+2NaOH-═2NaClO2+2H2O+O2，H2O2做还原剂，故B错误；

C.NaClO2的漂白性是利用其强氧化性，SO2是与有色物质结合生成不稳定无色物质，故两者漂白原理不同，C错误；

D.实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行，故D错误。

12.（2019·福建省莆田一中、四中高考模拟）下列图示的实验操作，能实现相应实验目的的是  (　　)

A. 蒸干氯化铜饱和溶液制备无水氯化铜

B. 实验室制取并收集少量纯净的氯气

C. 研究催化剂对过氧化氢分解速率的影响

D. 验证甲烷和氯气在光照条件下发生的取代反应

【答案】C

【解析】

A、蒸干CuCl2溶液，得到Cu(OH)2或CuO，不能得到无水CuCl2，故A错误；

B、制备Cl2中混有水蒸气，不是纯净的氯气，因此需添加一个干燥装置，故B错误；

C、验证某一因素对化学反应速率的影响，要求其他因素相同，即Fe3＋和Cu2＋浓度相同，以及H2O2的量相同，可以达到实验目的，故C正确；

D、未反应的氯气对HCl的检验产生干扰，不能达到实验目的，故D错误。

13.（2019·陕西省宝鸡市宝鸡中学高考模拟）仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)就能实现相应实验目的的是

A. A B. B C. C D. D

【答案】B

【详解】A、乙醇和水任意比例混合，一般采用蒸馏的方法进行分离，不能通过的分液方法进行分离，故A不符合题意；

B、将Al2(SO4)3滴加到NaOH溶液中，先发生Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O，然后发生Al3＋＋3AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3↓，一段时间后出现沉淀，Al2(SO4)3滴加到Na2CO3溶液中发生双水解反应，2Al3＋＋3CO32－＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑，出现沉淀和气泡，硫酸铝滴加到KNO3溶液，无现象，能够鉴别，故B符合题意；

C、配制100mLpH=12的NaOH溶液，应用量筒量取pH=12的NaOH溶液，缺少量筒，不能完成实验，故C不符合题意；

D、MnO2与浓盐酸反应，需要加热，所给仪器中缺少酒精灯，不能完成实验，故D不符合题意。

14.（2019·山东省四校高考联考模拟）为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是

A. “溶解”操作中溶液温度不宜过高

B. 铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2

C. 与锌粉反应的离子可能为Cu2+、H+

D. “过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO

【答案】D

【详解】A. “溶解”操作中溶液温度不宜过高，否则过氧化氢分解，故正确；

B. 铜帽溶解后，溶液存在过氧化氢，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2，防止后面消耗过多的锌粉，故正确；

C. 固体溶解中溶液中存在Cu2+、H+，都与锌粉反应的离子，故正确；

D. “过滤”操作后滤液中含有硫酸锌和硫酸钠，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧不能得至纯净的ZnO，其中含有硫酸钠，故错误。

15.（2019·山东省四校高考联考模拟）下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是

A. (正放)可收集NO气体

B. 可吸收多余氨气且能防止倒吸

C. 可实现反应：Cu+2H2O Cu(OH)2+H2↑

D. 装置可实现制乙炔

【答案】A

【详解】A.一氧化氮和二氧化碳不反应，密度比二氧化碳小，所以可以用向下排气法收集，故正确；

B.氨气和硫酸反应，直接通入硫酸溶液中容易出现倒吸，故错误；

C.装置中铜在阴极，不能参加反应，故错误；

D.电石和水反应生成乙炔反应剧烈，应通过分液漏斗滴加饱和食盐水控制反应速率，故错误。

故选A。