新高考化学一轮复习讲义课件 第1章 第1讲 微专题1 仪器的组合与创新应用
展开受条件限制为完成特定的实验目的,在掌握实验仪器常规使用方法的基础上,利用实验原理对仪器进行组合“一器多用”“多器同用”甚至革新显得十分重要。有关试题在综合实验装置判断题中十分常见,解答这类试题时,除了要知道所给仪器或装置的特点,还必须清楚实验的目的、发生反应的原理、生成物的性质、反应发生的条件、实验中有无杂质干扰、如何排除等。应用实例总结如下:
一、一器多用1.漏斗的多种用途(1)组成过滤器进行过滤(如图1)(2)向酒精灯中添加酒精(如图2)(3)倒置使用,防止倒吸(如图3)
2.用途多变的广口瓶回答下列问题:
(1)收集气体(如图A),若用排空气法收集CO2,则应从___口进气;若瓶中装满饱和食盐水,从___口进气,收集Cl2;也可用A装置除去Cl2中的少量HCl,则广口瓶中盛放___________,应从___口进气。
(2)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_______________________________________。
打开止水夹,向长颈漏斗中注入适量蒸馏水
(3)图中可用于测量气体体积的是_____(填装置字母,下同),用作安全瓶的是____,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____。
(4)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。
3.干燥管的“一材多用”
二、多器同用1.气体干燥装置干燥气体可用洗气瓶(如图①,盛放液体干燥剂)、球形干燥管(如图②,盛放固体干燥剂)、U形管(如图③,盛放固体干燥剂)。
2.测量气体体积的装置(排液法)
其中,使用装置④读气体体积时需注意:冷却至室温;使集气瓶与量筒内液面相平;读数时视线与凹液面的最低点相平。
其中冷凝管中的水流方向应与气流方向相反。
4.防倒吸装置的创新(以用水吸收氨气为例)
防倒吸原理(1)肚容式:(右图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ)由于上部有一容积较大的空间,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(右图中的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(右图中的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。
5.化学实验安全的创新设计(1)简易启普发生器
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.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
解析 A项,倒扣的漏斗的边缘紧靠液面,易吸收易溶性气体,能防止倒吸,正确;B项,倒扣的漏斗插入液面以下,无法暂存倒吸的液体,不能起到防倒吸的作用,错误;
C项,水的密度比四氯化碳小且和四氯化碳不互溶,所以水浮在四氯化碳的上面,四氯化碳不能和氯化氢反应,也不溶解氯化氢,该装置既能够吸收易溶性气体,又能够防止倒吸,正确;D项,吸收装置中干燥管的导管口伸入液体中,但该装置采用肚容式,易吸收易溶性气体,且能防止倒吸,正确。
2.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
解析 A项,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口导入H2,能将瓶中水压入量筒中,进入量筒中水的体积即为H2的体积。
3.用如图装置(加热及夹持仪器已略去)进行的实验,下列不能达到相应实验目的的是
A.装置①中的a可用于吸收尾气中的Cl2,b可用于吸收气体时防倒吸B.装置②可实现制取CO2实验中的“即关即止,即开即用”的作用C.利用装置③制取SO2,并验证其还原性D.利用装置④验证KHCO3和K2CO3的热稳定性,X中应放的物质是K2CO3
解析 ①中碱石灰可吸收Cl2,b常用于防倒吸;②关闭止水夹时,产生的CO2将盐酸压入左侧,大理石与盐酸分离,反应停止,打开止水夹时,CO2气体排出,压强减小,盐酸又流回右侧与大理石反应产生CO2;
③中大试管中Cu与浓硫酸反应生成SO2气体,若小试管中酸性KMnO4溶液褪色,则证明SO2具有还原性,C项能达到实验目的;④中KHCO3受热不稳定,X中应放的物质是KHCO3,D项不能达到实验目的。
4.ClO2作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应:2NaClO2+Cl2===2ClO2+2NaCl。下图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。其中F中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中的未反应的Cl2)。
解答下列有关仪器名称、连接、装置作用等相关问题:(1)装置A中导管a的作用是____________________________。(2)装置B可用于暂时储存多余的氯气,实验完毕后,关闭活塞K,B中观察到的现象是__________________________________________________。(3)装置C的作用是___________________________________________,C中所盛试剂是___________。
平衡气压,便于液体顺利滴下
集气瓶中液面下降,长颈漏斗b中液面上升,气体呈黄绿色
除去Cl2中混有的HCl,平衡气压,防止气压过大
(4)D、F都是洗气瓶,其中D的作用是________。(5)G为ClO2收集装置,应选用的装置是_____(填序号),其中与F装置导管相连的导管口是____(填字母)。
(6)装置H的作用是________。
5.(2020·枣庄一模)某化学兴趣小组在实验室里制备某些气体,并探究相关物质的性质,需要的仪器如下图所示,部分装置可重复选取,请回答下列问题。
(1)制备并收集纯净的氨气。①所选装置正确的连接顺序为______________________________(填接口字母)。②简述检验氨气的操作方法:______________________________________________________________________。
b(c)→i→j→k→m(→i→j)→n
将湿润的红色石蕊试纸与气体接触,若试
纸变蓝说明是氨气(其他合理答案均可)
(2)氯气的制备及性质检验实验。①制备装置C中发生反应的离子方程式是______________________________________________。
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
②将纯净的氯气通入事先放入铁粉的两通硬质玻璃管中,加热制取氯化铁(极易吸水),则在玻璃管右侧需要直接连接一个_____装置。若将制得的氯化铁配制成溶液,请简述操作方法:___________________________________________________________。
将FeCl3固体溶解在少量浓盐
酸中,然后加蒸馏水稀释至所需浓度
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