热点4 化学实验的装置与操作分析- 高考化学专练【热点·重点·难点】

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热点4  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。通常以拼盘的方式考查化学实验常用仪器的主要用途和使用方法，物质的检验、分离与提纯方法等化学实验基本操作规范。题型主要为选择题，难度中等。主要考查学生的实验探究与创新意识、科学态度与社会责任素养。【备考建议】2021年高考备考应重点关注真实情境下物质的制备、物质的定性和定量探究题型。【限时检测】（建议用时：30分钟） 1．（2020新课标Ⅰ）下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是 气体(杂质)方法ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液BCl2(HCl)通过饱和的食盐水CN2(O2)通过灼热的铜丝网DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液【答案】A【解析】A．SO2和H2S都具有较强的还原性，都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化；因此在用酸性高锰酸钾溶液除杂质H2S时，SO2也会被吸收，故A项不能实现除杂目的；B．氯气中混有少量的氯化氢气体，可以用饱和食盐水除去；饱和食盐水在吸收氯化氢气体的同时，也会抑制氯气在水中的溶解，故B项能实现除杂目的；C．氮气中混有少量氧气，在通过灼热的铜丝网时，氧气可以与之发生反应： ，而铜与氮气无法反应，因此可以采取这种方式除去杂质氧气，故C项能实现除杂目的；D．NO2可以与NaOH发生反应：，NO与NaOH溶液不能发生反应；尽管NO可以与NO2一同跟NaOH发生反应：，但由于杂质的含量一般较少，所以也不会对NO的量产生较大的影响，故D项能实现除杂的目的；答案选A。2．（2020新课标Ⅲ）喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是 气体溶液A．H2S稀盐酸B．HCl稀氨水C．NO稀H2SO4D．CO2饱和NaHCO3溶液【答案】B【解析】能够发生喷泉实验，需要烧瓶内外产生明显的压强差；产生压强差可以通过气体溶于水的方法，也可以通过发生反应消耗气体产生压强差，据此分析。A．由于硫化氢气体和盐酸不发生反应且硫化氢在水中的溶解度较小，烧瓶内外压强差变化不大，不会出现喷泉现象，A错误；B．氯化氢可以和稀氨水中的一水合氨发生反应，使烧瓶内外产生较大压强差，能够出现喷泉实验，B正确；C．一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉现象，C错误；D．二氧化碳不会溶于饱和碳酸氢钠溶液中，烧瓶内外不会产生压强差，不能发生喷泉实验，D错误；故选B。3．（2020江苏卷）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是选项实验操作和现象结论A向淀粉溶液中加适量20%H2SO4溶液，加热，冷却后加NaOH溶液至中性，再滴加少量碘水，溶液变蓝淀粉未水解B室温下，向HCl溶液中加入少量镁粉，产生大量气泡，测得溶液温度上升镁与盐酸反应放热C室温下，向浓度均为的BaCl2和CaCl2混合溶液中加入Na2CO3溶液，出现白色沉淀白色沉淀是BaCO3D向H2O2溶液中滴加KMnO4溶液，溶液褪色H2O2具有氧化性【答案】B【解析】A .加入碘水后，溶液呈蓝色，只能说明溶液中含有淀粉，并不能说明淀粉是否发生了水解反应，故A错误；B.加入盐酸后，产生大量气泡，说明镁与盐酸发生化学反应，此时溶液温度上升，可证明镁与盐酸反应放热，故B正确；C.BaCl2、CaCl2均能与Na2CO3反应，反应产生了白色沉淀，沉淀可能为BaCO3或CaCO3或二者混合物，故C错误；D.向H2O2溶液中加入高锰酸钾后，发生化学反应2KMnO4+3H2O2=2MnO2+2KOH+2H2O+3O2↑等(中性条件)，该反应中H2O2被氧化，体现出还原性，故D错误；综上所述，故答案为：B。4．（2020年山东新高考）利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是A．用甲装置制备并收集CO2B．用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生C．用丙装置制备无水MgCl2D．用丁装置在铁上镀铜【答案】C【解析】A. CO2密度大于空气，应采用向上排空气法收集，A错误；B. 苯与溴在溴化铁作用下反应，反应较剧烈，反应放热，且溴易挥发，挥发出来的溴单质能与水反应生成氢溴酸，所以验证反应生成的HBr，应先将气体通过四氯化碳，将挥发的溴单质除去，B错误；C. MgCl2能水解，在加热时通入干燥的HCl，能避免MgCl2的水解，C正确； D. 电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以丁装置铁为阳极，失去电子，生成二价铁离子，铜为阴极，溶液中的铜离子得到电子，得到铜，D错误。答案选C。5．（2021届广东省惠州市高三上学期一调）下列实验现象预测正确的是①实验Ⅰ：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变②实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，溶液的颜色没有变化③实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色④实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应A．① B．② C．③ D．④【答案】D【详解】①实验Ⅰ：振荡后静置，由于上层苯中溶解的溴不断与NaOH溶液反应，所以上层溶液的颜色最终变为无色，①不正确；②实验Ⅱ：浓硫酸使蔗糖先碳化，后将碳氧化生成CO2、SO2等，CO2在酸性KMnO4溶液中溶解度不大而以气泡逸出，SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应，将其还原，从而使溶液颜色逐渐褪去，②不正确；③实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，与Cu发生反应生成NO等，溶液中有气泡产生，广口瓶内NO与O2反应生成NO2，气体为红棕色，③不正确；④实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，此时得到氢氧化铁胶体，当光束通过体系时，可看到一条光亮的通路，产生丁达尔效应，④正确；综合以上分析，只有④正确，故D符合；故选D。6．（2021届四川省南充市高三第一次诊断考试）用下图装置(夹持、加热装置略)进行实验，有乙中现象，不能证实甲中发生反应的是(    )选项甲中实验乙中现象A铁粉与水蒸气加热肥皂水冒泡B加热和混合物湿润的红色石蕊试纸变蓝C固体受热分解带火星木条复燃D石蜡油(高级烷烃混合物)在碎瓷片上受热分解的溶液褪色【答案】A【详解】A．铁粉与水蒸气加热时，乙试管中肥皂水冒泡，有可能是水蒸气蒸发，不能证明甲中有反应发生，故A选；B．加热和混合物时，乙试管中湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明有氨气产生，则甲试管中物质发生变化，能说明甲试管中发生了化学反应，故B不选；C．乙试管中带火星木条复燃，则说明甲试管中生成了氧气，则说明甲试管中固体受热分解，故C不选；D．乙试管中的溶液褪色，则说明甲试管中生成了能与Br2发生反应的物质，因此甲试管中石蜡油(高级烷烃混合物)在碎瓷片上受热分解生成了烯烃，故D不选；综上所述，答案为A。7．（2021届陕西省汉中市高三一模）用下列实验装置能达到相关实验目的的是(    ) ABCD实验装置实验目的除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl溶液制备并收集少量NO2实验室灼烧Na2CO3·10 H2O测定中和反应的反应热【答案】D【详解】A． 胶体和溶液中的分散质都可以通过滤纸，除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl溶液应该用渗析，故A错误；B．二氧化氮能与水反应，不能用排水法收集二氧化氮 ，应用排空气法收集，故B错误；C．实验室灼烧固体应该在坩埚中 ，蒸发皿是蒸发溶液的，故C错误；D．符合中和热实验的测定装置，故D正确；故选：D。8．（2021届云南省红河州高三一检）下列有关实验，对应现象以及结论都正确的是(    )选项实验现象结论A向两支盛有KI3溶液的试管中，分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液前者溶液变蓝，后者有黄色沉淀KI3溶液中存在平衡:I⇌I2+ I-B在0.1mol/LMgSO4溶液中滴入过量NaOH溶液，再滴加0.1mol/LCuSO4溶液先有白色沉淀生成，后有蓝色沉淀生成Ksp[Cu(OH)2]小于Ksp[Mg(OH)2]C将铜粉放入稀硫酸溶液中并不断通入O2，再在溶液中滴加少量FeSO4溶液铜粉快速溶解，溶液变为蓝色形成Fe-Cu原电池，加快反应速率D将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后，取出上层水溶液，加入AgNO3溶液。产生淡黄色沉淀CH3CH2Br在NaOH溶液中发生了水解【答案】A【详解】A．前者溶液变蓝，则溶液中存在碘单质；后者有黄色沉淀为AgI，溶液中存在碘离子，即碘与碘离子共存，KI3溶液中存在平衡：I⇌I2+ I-，A结论正确；B．溶液中滴入过量NaOH溶液，过量的NaOH能与铜离子反应生成蓝色沉淀，不能判断Ksp[Cu(OH)2]小于Ksp[Mg(OH)2]，B结论错误；C．Fe-Cu原电池中，Fe作负极，不会溶解Cu，C结论错误；D．CH3CH2Br与NaOH溶液共热，生成NaBr，取出上层水溶液含有NaBr、NaOH，NaOH能与AgNO3反应生成沉淀，不能判断CH3CH2Br在NaOH溶液中发生了水解，D结论错误；答案为A。9．（2021届四川省内江市高三一模）下列根据实验操作及现象所得出的结论正确的是选项实验操作实验现象结论A将铜粉加入Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝氧化性Fe3+＞Cu2+B蔗糖溶液中加少许稀硫酸后水浴加热几分钟，然后取少量溶液加入新制Cu( OH)2悬浊液并加热未见砖红色沉淀产生蔗糖尚未水解C向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀溶液中含有D向填充有经硫酸处理的K2Cr2O7的导管中吹入乙醇蒸气固体由橙色变为绿色乙醇具有氧化性【答案】A【详解】A．将铜粉加入Fe2(SO4)3溶液中，发生反应2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋，则氧化性Fe3+＞Cu2+，A正确；B．蔗糖水解时，加入稀硫酸作催化剂，由于未加碱中和硫酸，加入的新制Cu(OH)2悬浊液被硫酸溶解，不能将葡萄糖氧化，所以虽然未见砖红色沉淀产生，并不能证明淀粉未水解，B不正确；C．向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生的白色沉淀不一定是BaSO4，也可能为AgCl，C不正确；D．经硫酸处理的K2Cr2O7中吹入乙醇蒸气，固体由橙色变为绿色，乙醇表现还原性，D不正确；故选A。10．（2021届上海虹口区高三一模）除去下列物质中含有的少量杂质(括号内为杂质)，所选试剂不正确的是A．溴苯(Br2)：NaOH溶液B．C2H2(H2S)：CuSO4溶液C．AlCl3溶液(Fe3+)：NaOH溶液、二氧化碳D．NaCl溶液()：BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸【答案】C【详解】A．Br2与NaOH溶液反应生成可溶于水的NaBr、NaBrO，与溴苯分层，然后分液达到除杂的目的，A正确；B．加入CuSO4溶液可发生反应：，C2H2不反应，B正确；C．加入足量NaOH溶液，AlCl3溶液转化为NaAlO2和NaCl，Fe3+转化为氢氧化铁沉淀，滤液中通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，不能获得氯化铝溶液，C错误；D．依次通入BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸，先生成硫酸钡沉淀除去，再生成碳酸钡沉淀除掉多余的钡离子，过滤后用盐酸除去多余的碳酸根离子，可达到除杂效果，D正确；答案选C。11．（2021届上海市松江区高三一模）用下列实验器材(省略夹持装置)，能完成相应实验的是 实验器材相应实验A烧杯、玻璃棒、蒸发皿硫酸铜溶液的浓缩结晶B烧杯、胶头滴管、电子天平用固体氯化钠配制0.5mol/LC烧杯、胶头滴管、分液漏斗用溴水和除去NaBr溶液中少量NaID烧杯、玻璃棒、滤纸用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡【答案】C【详解】A．硫酸铜溶液的浓缩结晶，除去使用烧杯、玻璃棒、蒸发皿外，还需使用酒精灯、坩埚钳等，A不符合题意；B．用固体氯化钠配制0.5mol/L氯化钠溶液，除去使用烧杯、胶头滴管、电子天平外，还需使用一定规格的容量瓶、玻璃棒等，B不符合题意；C．用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI时，应先往NaI溶液中加入溴水，再加入CCl4萃取分液，所以需使用的仪器有烧杯、胶头滴管、分液漏斗等，C符合题意；D．用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡时，需使用过滤操作，除使用烧杯、玻璃棒、滤纸外，还需使用漏斗等，D不符合题意；故选C。12．（湖北省荆州市2021届高三上学期一检）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是(    )A．用图甲所示装置进行石油分馏B．用图乙所示装置干燥气体C．用图丙所示装置验证元素的非金属性：D．用图丁所示装置在铁上镀铜【答案】B【详解】A．用图甲所示装置进行石油分馏时，需要收集不同温度范围内的馏分，因此需要温度计测量蒸气的温度，本装置缺少温度计，A不符合；B．浓硫酸具有吸水性，与二氧化硫不反应，可用图乙所示装置干燥气体，B符合；C．盐酸不是氯元素的最高价含氧酸，且生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢，碳酸和盐酸均能与硅酸钠反应，不能验证碳酸的酸性大于硅酸，不能用图丙所示装置验证元素的非金属性：，C不符合；D．用图丁所示装置在铁上镀铜时，铁应该与电源的负极相连，作阴极，镀层金属铜应该与电源的正极相连，作阳极，D不符合；答案选B。13．（2021届福建省莆田市高三一检）碘化亚铜可以催化一系列卤代烃参与的偶联反应。实验室可用反应来制备(受热易被氧化)。下列实验装置和操作能达到实验目的的是(    )A．用装置甲制备B．用装置乙制备C．用装置丙分离出D．用装置丁制备干燥的【答案】B【详解】A．稀硫酸与Cu不发生反应，浓硫酸与Cu在加热时反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，故A错误；B．由题意可知硫酸铜、碘化钾、二氧化硫和水反应生成碘化亚铜，所以可用乙图来制备碘化铜，故B正确；C．为难溶物且受热易分解，分离难溶固体物质和液体物质时应采用过滤装置，所以分离碘化亚铜时应采用过滤装置，故C错误；D．受热易分解，所以不能常压加热蒸发，应采用减压蒸发，故D错误；答案选B14．（2021届广东省肇庆市高三一检）用下列装置进行实验，操作正确且能达到实验目的的是选项ABCD装置目的用苯萃取碘水中的碘粗铜精炼实验室制备氨气实验室收集NO气体【答案】D【详解】A. 分液漏斗下端应紧贴烧杯壁，防止液体飞溅，故A错误；B. 粗铜精炼时，精铜作阴极，应与电源负极连接，故B错误；C. 加热固体时试管口应朝下倾斜，故C错误；D. NO不溶于水，可以用排水法收集，故D正确；故选D。15．（2021届四川省成都市高三第一次诊断性考试）实验室探究二氧化碳与锌粉反应是否有一氧化碳生成。利用下列装置进行相关实验(已知题设下CO、H2与银氨溶液反应都生成黑色沉淀)。其中方案设计不合理的是(    )A．制CO2 B．除杂、干燥C．CO2与锌粉反应 D．检查CO【答案】B【详解】A．用大理石和稀盐酸制备CO2，可以采用启普发生器制取，图中装置类似启普发生器原理，故A正确；B．除去盐酸发挥出的氯化氢气体用饱和碳酸氢钠溶液，干燥CO2需要浓硫酸，图中缺乏干燥装置，故B错误；C．CO2与锌粉反应需要在加热条件下进行，故C正确；D．检查是否有CO时，先需要用氢氧化钠溶液除去剩余的CO2，再用银氨溶液检验是否有黑色沉淀，故D正确；故选B。