2021版新高考地区选考化学（人教版）一轮复习教师用书：小专题突破1 气体体积的测定及防倒吸装置的创新应用
展开小专题突破1 气体体积的测定及防倒吸装置的创新应用
——科学探究与创新意识、科学态度
[专题精讲]
1．气体体积的测定
气体体积的测定既可直接测量收集的气体体积，也可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)。
(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。
测量前，A装置可先通过调节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量筒中，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，量气管内增加的液体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(热点简答题)：
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
如图F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
2．防倒吸装置的创新应用
(1)创新装置(以用水吸收氨为例)
(2)防倒吸原理
①肚容式(上图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ)
由于上部有容积较大的空间，当水进入该部分时，烧杯(或试管)中液面显著下降而低于漏斗口(或导管口)，由于重力作用，液体又流回到烧杯(或试管)中。
②接收式(上图中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)
使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收，防止进入前端装置(如气体收集装置等)。它与肚容式的主要区别是液体不再流回到原容器。
③隔离式(上图中的Ⅵ、Ⅶ)
导管末端与液体吸收剂呈隔离状态，导管内压强不会减小，能起到防倒吸作用。
[专题精练]
1．(2020·淄博高三检测)广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”，是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用作防倒吸的安全瓶的是 ( )
解析：选B。A项装置可测量气体体积；B项装置可用作防倒吸的安全瓶；C项装置既可混合气体，又能控制气体比例，还能干燥气体；D项装置为洗气瓶。
2．(双选)(2020·聊城高三模拟)下列关于各实验的叙述中正确的是 ( )
A．①澄清石灰水变浑浊，证明蔗糖与浓硫酸反应生成了CO2
B．②可用于H2、NH3、CO2、Cl2、NO、NO2等气体的收集
C．③当X选用CCl4时可进行NH3或HCl的吸收，并防止倒吸
D．④可用于NH3的干燥、收集并吸收多余的NH3
解析：选CD。浓硫酸滴入蔗糖中，蔗糖脱水炭化，产生的气体使品红溶液褪色可确定所产生的气体中含有SO2，但品红溶液不能除去SO2，SO2进入澄清石灰水中也可使澄清石灰水变浑浊，故不能证明有CO2生成，A项错误；a管进气，可收集H2、NH3，b管进气可收集CO2、Cl2、NO2，但NO易被空气中的O2氧化为NO2，不能用排空气法收集，B项错误；CCl4的密度比水的大，且与水不互溶，CCl4与水混合静置后CCl4在下层，能起到防倒吸的作用，C项正确；NH3是碱性气体，可用碱石灰干燥，其密度小于空气，用向下排空气法收集时短管进气，多余的NH3可用水吸收，倒扣的漏斗恰好与水面相平，能起到防倒吸的作用，D项正确。
3．某学习小组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，气体的体积已换算为标准状况下的体积)。
完成下列各题：
(1)各种仪器连接的先后顺序应是(用小写字母表示)________接________、________接________、________接________、________接________。(气流从左到右)
(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待试管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，称得质量为m g，并将其投入试管B中的带孔隔板上；
③检查装置的气密性；
④旋开装置A中分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭此活塞，这时A中共放入水Vb mL。
(3)根据实验数据可计算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为________________。
(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，这将会使所测定的镁的相对原子质量数据________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)经过分析，同学们又设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②实验前后量气管(由碱式滴定管改装)中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则产生氢气的体积为________mL。
解析：根据实验目的和提供的实验仪器，判断实验原理是称取一定质量的镁条且使其与稀盐酸充分反应，收集所产生的氢气并测量其体积，根据V(H2)求算n(H2)，即 n(H2)＝n(Mg)，利用M(Mg)＝求出镁的摩尔质量，即可得出镁的相对原子质量。由实验目的、原理、仪器及试剂，判断实验装置、实验步骤，可见B是反应器，产生H2；由A、E提供盐酸，将D中水排进C中达到测量 V(H2)的目的。
答案：(1)a h g b c f e d
(2)③②④① (3) (4)偏小
(5)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时，稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1－V2
