推荐学习K12高考化学一轮复习 化学实验基础 专题04 仪器的创新使用练习.docx

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推荐学习K12高考化学一轮复习化学实验基础专题04仪器的创新使用练习

专题4仪器的创新使用

一、知识梳理

高考试题中常出现仪器的创新应用，一般体现在如下三个方面：

1．一个装置的多种用途

如图由广口瓶和橡胶塞及导管组成的装置有以下用途：

（1）收集气体

（2）洗气瓶

（3）测量气体体积

（4）安全瓶

用于防止液体倒吸或减小气体的压强，防止出现安全事故。

2．一种仪器的多种用法

球形干燥管的多种用途

（1）干燥管可作干燥、吸收及检验装置

①干燥管内盛无水硫酸铜时，可用于水的检验。

②可用于有毒气体的尾气吸收，如内盛石灰可吸收氯化氢、氯气、二氧化硫等。

③可用于定量测定气体的质量。

定量测定时，有时需要考虑空气中的成分对测定结果的影响，所以吸收气体的装置后还要另接一个干燥管，目的是防止空气中的水或二氧化碳等对定量测定产生干扰。

（2）球形干燥管的创新用途

①A装置为尾气吸收装置，原理类似于倒置在水中的漏斗。

②B装置为简易的过滤器，可净化天然水。

如果去掉上边两层，可用于活性炭对液体中色素的吸附实验。

③C装置是一微型反应器，体现了绿色化学思想，是高考化学试题命题的方向，该装置既可节约药品，又

可防止污染。

铜在该装置中燃烧时，Cl2封闭在干燥管内，实验后剩余的Cl2也能用水吸收，并观察

CuCl2溶液的颜色。

④D装置为一简易的启普发生器，可用于H2、CO2的制取，也可用于铜与硝酸的反应。

3．同一用途的多种装置

（1）启普发生器在实验中的创新应用

①使用原理

利用反应产生气体形成压强差，导致液面下降，进而控制反应的进行与停止，从而达到随开随用，随关随停的效果。

②使用条件

a．块状固体与液体反应；

b．反应不需要加热；

c．生成的气体难溶于水。

③中学化学中能用启普发生器制取的气体

a．CO2——CaCO3与稀盐酸；

b．H2——Zn与稀硫酸；

c．H2S——FeS与稀硫酸（或稀盐酸）。

④创新设计

下列一些实验装置也可代替启普发生器使用。

（2）防倒吸装置

在进行气体的性质实验时，要防止因气体的溶解或反应形成压强差而导致倒吸。

常见的防倒吸装置如图所示。

其中倒立漏斗式、肚容式防倒吸的原理相同，即较大容积的漏斗能容纳较多的液体，从而防止了倒吸的作用。

容器接收式不能用来收集气体，只起防倒吸作用，而集气式可用于收集气体，同时也具有防倒吸作用。

（3）测量气体体积装置

（4）气体干燥或除杂装置

（5）冷凝装置

二、试题精练

1.如图中的装置D是实验室制备CO2的简易装置图，用该装置制备CO2可起到随时使反应发生，也可以随时使反应停止的效果。

图中的装置A、B、C也可起到相同效果的有________。

【答案】B

【解析】装置A中液体不能与固体完全分离，装置C中的导管口在液面以下，无法制取CO2气体。

2．

（1）某学生用实验室常见的酸、碱、盐和金属作为反应物，并利用一个底部有小孔的试管和一个广口瓶组装成图甲所示的气体简易发生器，该装置中装有铜丝隔板，利用该装置可制取的气体有（写两种）________________________________________________________________________。

（2）若将铜丝隔板改为铁丝隔板，则该装置可制取的气体是________，写出反应的离子方程式：

______________________________________________________________________________________________________________________。

【答案】

（1）H2、H2S、CO2（任选两种）

（2）H22Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

【解析】

（1）因为铜丝不与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应，所以该装置相当于启普发生器，可用来制取H2、H2S、CO2等。

（2）把铜丝改成铁丝，就不能使用酸液，因为酸与铁丝反应，应选用碱液来制取气体，该气体为H2。

反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。

3．如图所示装置有多种用途。

回答下列问题：

（1）洗气：

除去CO2中的水蒸气，装置内应盛的物质是________；除去CO中的CO2，装置内应盛的物质是________，气体应从________端通入。

（2）检验：

证明CO中含CO2，装置内应盛________。

（3）贮气：

若用排空气法收集H2（装置放置方向不变），气体应从装置的________端通入。

若用排水法收集O2时，瓶内先装满水，气体从________端通入。

若用水将装置中的O2排出进行实验时，水应从________端通入。

（4）测量气体体积：

瓶内先装满水，气体从________端通入，还需要用到的一种仪器是________。

该方法适用于测量________的气体的体积。

（5）用作安全瓶：

将它连接在气体发生装置之后，以防止液体倒吸流入气体发生装置而损坏仪器。

此时瓶中无液体，气体从________端通入。

【答案】

（1）浓硫酸氢氧化钠溶液A

（2）澄清石灰水

（3）BBA

（4）B量筒难溶于水

（5）B

【解析】（3）用排空气法收集H2时，由于H2的密度比空气小，H2应从短导管B端通入，空气从长导管A端排出；当用排水法收集O2时，O2要从短导管B端通入，水从长导管A端排出；当用水将瓶中的O2排出时，水应从长导管A端通入，O2从短导管B端排出。

（4）气体密度比水小，气体应从短导管B端通入，水从长导管A端排出到量筒中，此时量筒中水的体积就是收集的气体体积，该方法适用于测量难溶于水的气体的体积。

（5）用作安全瓶时，气体应从短导管B端通入，如从A端通入，则倒吸入该瓶内的液体会被继续倒吸入气体发生装置。

4.下面是中学化学中常用的玻璃仪器组成的实验装置图（根据需要可在广口瓶中加入液体或在干燥管中放入固体）。

请回答下列问题：

（1）用装置A收集NH3气体，气体应从_________________（填“①”或“②”）处通入。

（2）若用装置B做二氧化硫与烧杯中氢氧化钠溶液反应的实验，则其中广口瓶能否起到防倒吸作用（填“能”或“不能”）______________________。

（3）用C来收集NO2气体，最终得不到NO2，其发生反应的化学方程式为：

___________________。

【答案】

（1）①

（2）能（3）3NO2+H2O=HNO3+NO

【解析】

（1）用装置A收集CO2气体，利用向上排空气法收集，由图可知从①进气；

（2）装置B做二氧化硫与烧杯中氢氧化钠溶液反应的实验，烧杯中液体倒吸后进入广口瓶，不会进入前面的装置，则其中广口瓶的作用是防止倒吸（或作安全瓶）；（3）C来收集NO2气体，最终得不到NO2，是因气体与水反应，发生反应的化学方程式为3NO2+H2O=HNO3+NO；

【实验装置气密性的检查方法】

（1）常用方法

方法

微热法

液差法

气压法

原理

升高装置中气体的温度，使气体膨胀

缩小装置中气体的体积，增大压强

封闭气体的压强增大，使液滴不能滴下

图示

具体操作

塞紧橡胶塞，将导气管末端伸入盛水的烧杯中，用手捂热（或用酒精灯微热）烧瓶

塞紧橡胶塞，用止水夹夹住导气管的橡胶管部分，从长颈漏斗向试管中注水

塞紧橡胶塞，关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，向烧瓶中加水

现象说明

烧杯中有气泡产生，停止微热，冷却后导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降

停止加水后，长颈漏斗中的液面高于试管中的液面，且液面差不再改变

一段时间后，液滴不能滴下

（2）其他方法

①抽气法或吹气法

图A：

关闭分液漏斗活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞能回到原来的位置，表明装置的气密性良好。

（气压法的拓展）

图B：

打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面上升，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面保持稳定，则表明装置的气密性良好。

（液差法的拓展）

②分段法

较复杂的实验装置检验气密性时，可分段检查，方法多是常用方法的组合。

如下图装置，可分别关闭K1、K2，分段检查。

③如图，连接好仪器，向乙管中注入适量水，使乙管液面高于甲管液面，静置片刻，若液面差保持不变则表明装置不漏气，反之则漏气。