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1、原创巩固03 实验装置类试题分析高三考前微专题巩固及高考猜想巩固03 实验装置类试题分析【知识必备】实验装置类试题主要以实验装置图为情景信息考查以下四方面的问题：对操作原理的认识（解决实验操作的理论依据问题）；对操作方法的认识（解决如何操作的问题）；对操作目的的认识（解决为何要安排这样的操作问题）；对错误操作造成后果的认识（解决为何要这样操作的问题）；实验数据处理能力。从考查的内容看，仍然会涉及基本仪器的使用、实验基本操作、物质的分离和提纯、物质的检验与鉴别、物质的制备、实验方案设计和实验安全问题等，更加突出对实验操作能力和实验设计能力的考查，而且经常以综合实验题的形式出现，同时会与元素化合物

2、、化学概念和理论、有机物制备与分离等知识有机地联系在一起。1气体制备的发生装置：选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型。反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固固加热型O2、NH3等试管要干燥试管口略低于试管底加热时先预热再固定加热用KMnO4制取O2时，需在管口处塞一小团棉花固液或液液加热型Cl2等加热烧瓶时要加石棉网反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片固液不加热型O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体难溶于水使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速2气体的净化与干燥装

3、置：液态干燥剂固态干燥剂固体加热装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂(Cu、CuO、Mg)可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4H2、O2、N2、CH4、NH3可除去O2、H2、CO、N2不可干燥的气体NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl等3气体的收集装置：根据气体的密度、水溶性以及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应且难溶于水收集的气体密度比空气大，且与空气

4、密度相差较大收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大收集装置适用的气体H2、O2、NO、CH4、C2H4等Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等H2、NH3等4实验装置的安全原则（内外压平衡、气流通畅）：分类装置简图原理及使用实例防倒吸隔离式导气管末端不插入液体（水）中，导气管与液体呈隔离状态。可用来吸收易溶于水的气体倒置漏斗式由于漏斗容积较大，当水进行漏斗内时，烧杯内液面下降而低于漏斗下口，受重力作用，液体又固落到烧杯中。常用于吸收易溶于水的气体容器接收式使用较大容积的容器接收可能倒吸过来的液体，防止进入气体发生装置或受热的反应容器防堵塞平衡管式插入液面中的长玻璃管与大气连通，

5、流动的气体若在前方受阻，增大的气压会随玻璃管中液面的上升而得到调节恒压式使分液漏斗与烧瓶内气压相同，保证漏斗中液体顺畅流出防污染吸收式容器中盛有与有毒气体反应的溶液，将未反应的有毒气体吸收，使其不扩散到空气中，造成污染灼烧式适当时候，点燃尖咀中的有毒可燃气体，充分燃烧后，转化为对环境无污染的产物收集式利用气球或球胆将有毒气体收集后，另作处理，避免其逸散到空气中，污染环境5装置气密性的检查：方法仪器类别操作微热法把导气管的末端插入到水中，用手捂住反应器一段时间或用酒精灯微热，如果导气管末端有气泡冒出，松开手或移走酒精灯后有一段水柱进入导管中，则气密性好液差法先关上导气管的止水夹，然后向其中加水，

6、使其存在液面差，过段时间液面差保持不变，则气密性良好。如果装置中带有分液漏斗等则要把活塞关闭。如果带有长颈漏斗等要将其末端用水封住，防止气体逸出外压法塞紧橡胶塞，打开止水夹推动或拉动注射器。推动注射器之后导管中出现一段液柱，且液面差不改变，拉动注射器试管中产生气泡【典例讲解】例1、 “84”消毒液是防疫冠状病毒必选的消毒剂，消毒液与硫酸反应可以制取氯气(NaClONaClH2SO4Na2SO4Cl2H2O)，为探究氯气的性质，某同学利用此原理制取氯气并设计了如图所示的实验装置。请回答下列问题：(1)从装置、中选择合适的气体制备装置(A处)_(填序号)。(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条

7、和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是_，说明该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进方法：_。(3)为了验证氯气的氧化性，将氯气通入Na2SO3溶液中，写出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式：_。(4)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸碳酸次氯酸，该实验证明氯气与水反应的生成物中含有_。【答案】(1)(2)产生的氯气中含有水蒸气，二者反应生成次氯酸在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)(3)Cl2SOH2O=SO2Cl2H(4)HCl(或盐酸)【解析】根据题给装置的信息再结合所学知识，可推测本实验探究氯气的强氧化性及与

8、水的歧化反应，所涉及的反应原理为：Cl2SOH2O=SO2Cl2H，Cl2H2OHClHClO。由本实验提供信息可知制取Cl2选用的合适的制备装置为；装置B、C中分别放置干燥的红色布条和湿润的红色布条，本想通过布条的褪色现象来探究Cl2是否具有漂白性，但因A、B装置中间无气体干燥装置导致探究性质失败，需改进后重新操作；Cl2与Na2SO3溶液的反应，证实了氯气具有氧化性；饱和NaHCO3溶液中有无色气体产生，说明产生CO2，结合第二步推测的反应原理，再结合题给信息，酸性：盐酸碳酸次氯酸。此反应为HClNaHCO3=NaClH2OCO2，从而证明生成物中含有HCl。例题2、高纯MnCO3是制备高

9、性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下：(1)制备MnSO4溶液：在烧瓶中(装置见上图)加入一定量MnO2和水，搅拌，通入SO2和N2混合气体，反应3h。停止通入SO2，继续反应片刻，过滤(已知MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O)。石灰乳参与反应的化学方程式为_。反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有 、_。若实验中将N2换成空气，测得反应液中Mn2+、SO42的浓度随反应时间t变化如下图。导致溶液中Mn2+、SO42的浓度变化产生明显差异的原因是_。(2)制备高纯MnCO3

10、固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100开始分解；Mn(OH)2开始沉淀的pH=77。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤实验中可选用的试剂：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH。_；_；_；_；低于100干燥。【答案】(1)Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O控制适当的温度缓慢通入混合气体Mn2+催化O2与H2SO3反应生成H2SO4(2)边搅拌边加入NaHCO3(或Na2CO3)，并控制溶液pH77过滤，用少量水洗涤23次检验SO42是否被洗涤除去用少量C2H5OH洗涤(凡合理答案均可)【解析】(1)由图可知，将N2

11、和SO2在集气瓶中混合均匀后缓慢通入盛有MnO2和H2O的容器中进行反应，尽管如此，SO2也不能完全反应，会有部分SO2气体逸出，多余的SO2气体排放到空气中会污染环境，所以需要有尾气吸收装置，石灰乳的主要作用就是吸收未反应的SO2气体，发生的反应为Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O。若使SO2尽可能转化完全，在其他条件不变的情况下，一是将SO2和N2混合气体缓慢通入到反应容器中，二是控制水浴的温度。若将N2换成空气，会引入氧气，除了发生反应MnO2H2SO3=MnSO4H2O外，还会发生反应O22H2SO3=2H2SO4，c(SO42)增大，导致溶液中Mn2、SO42的浓度变化产生明显的

12、差异。(2)若pH77，会生成Mn(OH)2沉淀，所制得的MnCO3不纯，所以在加入NaHCO3(或Na2CO3)过程中，要控制溶液的pH”“”或“”)，判断的理由是_。参考答案1(1)分液漏斗(2)I2SO22H2O=4HSO2ID中溶液变浑浊(3)不用加热、相对安全、易于控制反应的进行、反应充分等(4)MnO2、过氧化氢(5)05 molL1 BaCl2溶液验证和除去SO2氧气不可行，SO3与HSO反应生成SO2，干扰对原混合气体中SO2的验证【解析】(2)SO2既具有氧化性又具有还原性，一般以还原性为主，I2SO22H2O=4HSO2I，SO2表现氧化性，是在与氢硫酸反应时，2H2SSO

13、2=3S2H2O，D中溶液变浑浊；(3)铜只跟浓硫酸反应，随反应进行，浓硫酸浓度变稀，反应停止，如果想要再反应需要添加浓硫酸，而改装后的实验避免了这点，节省原料；改用分液漏斗后，可以便于控制反应速率；改进后不需要加热，可以节约能源等等；(4)F是固体和液体不需要加热制取气体的装置，制取O2选用的试剂为MnO2(作催化剂)、过氧化氢；(5)本实验是验证反应后气体的成分SO2、O2、SO3，c的作用验证SO3的存在，需要用05 molL1 BaCl2溶液，d的作用是吸收SO3，e的作用是验证和除去SO2的存在，因SO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明存在SO2，f中收集的是氧气。SO3与

14、水剧烈反应放出大量的热，生成硫酸的酸性强于亚硫酸，HHSO=H2OSO2，干扰后面SO2的验证，因此不可行。2 (1)dcabij(或ji)ef(2)关闭K1，打开K2，通入足量空气后，再打开K1，关闭K2 (3)吸收空气中的CO2除去空气中的水蒸气(4)D可能会吸收空气中的水蒸气与二氧化碳气体D后再接一个装有碱石灰的干燥管(5)3MgCO3Mg(OH)23H2O【解析】(1)实验时向装置中通入空气是为了将产生的CO2和H2O蒸气全部赶出以便精确测出它们的质量，所以空气在进入E试管之前一定要净化；空气BAECD。(2)加热前，先将整个系统内原有的空气赶出，防止原空气中的CO2和H2O(g)进入

15、C和D内，所以关闭K1，打开K2，通入空气一段时间后再打开K1、关闭K2。(3)装置B的作用是吸收空气中的CO2，A的作用是吸收H2O(g)。(4)空气中的CO2和H2O(g)可能进入D中，使测得CO2的质量偏大，改进方法是D后再连接一个装有碱石灰的干燥管。(5)m(MgO)16 g n(MgO)004 moln(MgCO3)nMg(OH)2，n(CO2)n(MgCO3)003 mol nMg(OH)2001 mol，n(H2O)004 mol，那么结晶水即 nMg(OH)2产生的H2O004 mol001 mol003 mol，所以判断碱式碳酸镁的化学式为3MgCO3Mg(OH)23H2O。

16、3 (1)长颈漏斗分液漏斗(2)A、EB、D(3)cb(4)D、G浓硫酸dcbe红棕色粉末逐渐变黑收集尾气中的CO，防止污染【解析】(2)KClO3和MnO2反应制O2属于“固固气体”，因而要选用装置E为气体发生装置；H2O2与MnO2反应制O2属于“固液气体”且要控制产生气体的速率，只能用分液漏斗控制加入的H2O2的量。(3)使用 X收集O2时，用排空气法，由于O2的密度比空气的大，应从长管进气，用排水法收集气体，应从短管进气。(4)根据反应原理可知制取CO反应属于“液液气体”，用分液漏斗控制加入浓硫酸的量，应选D、G为气体发生装置，X的作用是除去CO中的水蒸气，洗气时气体流向为“长进短出”

17、。4 (1)冷凝管(2)Ca(ClO)24HCl=CaCl22H2O2Cl2(3)吸收多余的Cl2，防止污染环境；防止空气中的水分进入，影响产品纯度(4)排尽装置中的空气，防止O2和水与PCl3反应(5)蒸馏(6)9821%偏大【解析】(1)仪器乙为冷凝管。(2)用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的反应为Ca(ClO)24HCl=CaCl22H2O2Cl2。(3)根据PCl3遇水能发生反应，氯气有毒知，碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入并吸收多余的Cl2。(4)甲中通入干燥Cl2之前，先通入CO2，是为了排尽装置中的空气，防止O2和水与PCl3反应。(5)PCl3、POCl3的沸点相差较大，可以利用

18、蒸馏的方法分离。(6)根据提供的反应，有n(H3PO3)n(Na2S2O3)n(I2)，则2500 mL溶液中n(H3PO3)0100 0 molL1002 L0100 0 molL1001 L0001 5 mol。根据PCl33H2O=H3PO33HCl，则42 g产品中n(PCl3)0001 5 mol20003 mol, PCl3的质量分数为100%9821%。由于滴定管“0”刻度在上，若滴定终点时俯视读数，则计算时Na2S2O3溶液的体积偏小，根据n(H3PO3)n(I2)n(Na2S2O3)知n(H3PO3)偏大，故PCl3的质量分数偏大。5(1)e接a，b接f，g接d检验装置的气密

19、性除去H2中的H2O和HCl(2)除去锂表面的石蜡(3)收集c处排出的气体并检验H2纯度(4)LiHCH3CH2OH=CH3CH2OLiH2(5)101(6)见解析【解析】(1)A装置生成的H2含有HCl和H2O，所以B装置中的碱石灰除去HCl和H2O，把纯净的H2通入D中制取LiH，后面连接C，防止外界中的H2O进入，所以连接顺序为：e接a，b接f，g接d或e接a，b接g，f接d；与气体相关的实验，在装入药品前首先要进行装置气密性的检验；A装置生成的H2含有HCl和H2O，所以B装置中的碱石灰除去HCl和H2O，得到纯净的H2。(2)石蜡是有机物，易溶于甲苯等有机溶剂中，所以固体石蜡密封的金

20、属锂在甲苯中浸洗数次的目的是除去锂表面的石蜡。(3)必须是纯净的H2与Li反应，如果还有空气，H2与空气的混合气体有可能发生爆炸，所以在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作是：收集c处排出的气体并检验H2纯度。(4)分析LiHH2O=LiOHH2的反应原理，LiH中的H元素为1价，与H2O中1价的H元素发生氧化还原反应生成H2，所以LiH中的H元素也能与CH3CH2OH中OH的H元素发生氧化还原反应，所以化学方程式为LiHCH3CH2OH=CH3CH2OLiH2。(5)气体的物质的量为0470 4 L224 Lmol10021 mol，设LiH物质的量为x，Li物质的量为y，根据质量可得8x