内容正文:
高
考
命
题
研
究
考点分布
考情统计
(1)化学实验仪器和基本操作
湖南卷(2023,2022),浙江卷(2023,2022,2021,2020),广东卷(2023,2021),山东卷(2023,2022,2021,2020),江苏卷(2022),海南卷(2022),河北卷(2023,2021),天津卷(2023,2021),重庆卷(2022,2021),全国甲卷(2023)
(2)物质的制备、分离和提纯
辽宁卷(2023),山东卷(2023,2022,2021),广东卷(2022),海南卷(2021),北京卷(2023,2021),湖南卷(2021),江苏卷(2021),湖北卷(2023,2021),全国甲卷(2023,2022),全国乙卷(2022)
(3)简单实验方案的设计与评价
广东卷(2023,2022,2021),辽宁卷(2022,2021),重庆卷(2023,2022),湖北卷(2022,2021),湖南卷(2022,2021),江苏卷(2022,2021),海南卷(2022,2021),河北卷(2022),北京卷(2022,2020),山东卷(2020),浙江卷(2023,2022,2021,2020),全国甲卷(2022),全国乙卷(2023,2022),新课标全国卷(2023)
第8讲 化学实验仪器和基本操作
课标引领
1.识别常见化学仪器,掌握其用途。
2.树立安全意识和环保意识。熟悉化学品安全使用标识,知道常见废弃物的处理方法。
考点一 化学实验仪器及使用
1.常用可加热的仪器
(1)仪器③为坩埚。使用方法:用于灼烧固体物质,把坩埚放在三脚架上的泥三角上加热,取放坩埚必须使用坩埚钳,加热完的坩埚应放在陶土网上冷却。
(2)仪器④中A的名称为圆底烧瓶,B的名称为蒸馏烧瓶。使用方法:a.常用作有液体参与反应的反应器,其中B主要用于混合液体的蒸馏和分馏;b.加热液体时,液体体积不能超过其容积的。
(3)仪器⑦为三颈烧瓶,用作反应器。使用方法:三颈口一般放置温度计、冷凝管、分液漏斗、搅拌器等。一般用于液体混合物的分离与提纯。
2.常用的计量仪器
(1)A为量筒,用于量取一定体积的液体;一般情况的精确度:0.1 mL。
(2)B为容量瓶,主要用于配制一定物质的量浓度的溶液。
①该仪器使用前需“查漏”;②不能(填“不能”或“能”)将固体或浓溶液直接在该仪器中溶解或稀释;③有固定的规格。
(3)C为酸式滴定管。①使用前需“查漏”;②“0”刻度在上方;③不可盛装碱性溶液;④精确度:0.01 mL。
(4)D为碱式滴定管,用于盛装碱性溶液,不可盛装酸性和强氧化性溶液(如KMnO4溶液)。
3.其他常用仪器
(1)仪器C的名称为分液漏斗。
主要用途:①球形分液漏斗用于随时添加液体;②梨形分液漏斗用于萃取、分液。
使用方法和注意事项:①使用前先检漏;②分离液体时,下层液体由下口放出,上层液体由上口倒出。
(2)仪器D的名称为恒压滴液漏斗,用于组装气体发生器,可平衡气压,使液体顺利滴下;也可以消除由于液体加入而使气体体积增大的影响。
(3)仪器E的名称为直形冷凝管。主要用于蒸馏或分馏时冷凝蒸气。
注意事项:①直形冷凝管一般用于蒸馏或分馏时冷凝;②冷却水下口进上口出。
(4)仪器F的名称为球形冷凝管。主要用途:用于液体回流。球形冷凝管通常用于反应装置中的冷凝回流。
考向 化学常用仪器及选择使用
[例] (2023·全国甲卷)实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 mol/L的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有( )
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯
A.①②④⑥ B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧
D 解析:粗盐提纯过程中涉及的实验操作包括溶解、过滤、蒸发和结晶,题给仪器中所用到的有⑥⑧;由固体NaCl配制0.100 0 mol/L的NaCl溶液,题给仪器中所用到的有①⑤⑥,故D正确。
分析化学实验常用仪器的选择及使用类题的思路
[练] 以下是实验室常用的部分仪器,请回答下列问题:
(1)标号为⑧和⑩的仪器的名称分别为______、________________。
(2)在分液操作中,必须用到上述仪器中的________(填标号)。
(3)能作反应容器且可直接加热的仪器是上述中的________(填名称)。
(4)在配制溶液时,需要用到的仪器是______(填标号,下同);仪器上标有温度的是______________。
答案:(1)容量瓶 (球形)冷凝管 (2)②⑥ (3)试管 (4)②④⑧ ⑧⑨
考点二 化学实验基本操作与安全
1.化学试剂的保存方法
(1)根据状态定口径
(2)
(3)
2.药品的取用
(1)根据药品的性状和用量选择取用方法
①粉末状固体使用药匙(或纸槽),块状固体使用镊子。
②少量液体使用胶头滴管,大量液体用试剂瓶倾倒。
(2)向仪器中加入药品的操作方法
①向容器内加固体药品:一横二送三直立
②向容器内加液体药品
3.试纸的类型及使用
(1)常用试纸的类型
试纸类型
检验物质
红色石蕊试纸
定性检验碱性溶液
蓝色石蕊试纸
定性检验酸性溶液
pH试纸
定量检验溶液酸碱性的强弱
碘化钾淀粉试纸
检验Cl2等具有强氧化性的物质
(2)使用方法
①检验溶液:取一小块试纸放在玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取溶液,点在试纸中部,观察试纸的颜色变化。等试纸变色后,与标准比色卡对照。
②检验气体:先用蒸馏水把试纸润湿,再用镊子夹取或黏在玻璃棒的一端,然后放在集气瓶口或导管口处,观察试纸的颜色变化。
4.玻璃仪器的洗涤
待清洗仪器
污物
清洗试剂
做过碘升华的烧杯
碘
酒精
长期存放FeCl3溶液的试剂瓶
Fe(OH)3
稀盐酸
长期存放澄清石灰水的试剂瓶
CaCO3
稀盐酸
做过银镜实验的试管
银
稀硝酸
做过油脂实验的试管
油污
热纯碱液
5.物质的溶解
(1)固体物质的溶解
一般在烧杯或试管里进行,为了加速溶解,常用玻璃棒搅拌、粉碎、振荡或加热等措施,但溶解FeCl3、AlCl3等易水解的固体时不能加热。
(2)气体物质的溶解或吸收
①溶解度不大的气体,如CO2、Cl2、H2S等,用如图a所示装置。
②极易溶于水的气体,如NH3、HCl等,用如图b所示装置。
(3)液体物质的溶解(稀释):一般把密度较大的液体加入密度较小的液体中,如浓硫酸的稀释、浓硫酸与浓硝酸的混合。
6.常见实验事故的处理
实验事故
处理方法
少量浓硫酸溅到皮肤上
立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液
酒精等有机物在实验台上着火
用湿抹布、石棉或沙子盖灭,不能用水灭火
浓NaOH溶液溅到皮肤上
立即用大量水冲洗,再涂上5%的稀硼酸
苯酚沾到皮肤上
用酒精擦洗
误食重金属盐
服用大量牛奶或蛋清,并及时送往医院
水银洒到桌面或地面上
撒上硫粉并进行处理
判断正误:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)加热KMnO4固体制取O2时,为防止试管炸裂,试管口要略向下倾斜( √ )
(2)AgNO3溶液和浓硝酸均应存放在带乳胶塞的棕色瓶中( × )
(3)实验室用排水法收集氧气后,应先熄灭酒精灯,再移出导管( × )
(4)少量浓硫酸溅到皮肤上时,应立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的NaHCO3溶液( √ )
(5)为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可( × )
考向一 化学实验安全及事故处理
[例1] (2024·广东中山大学附中阶段考)良好的安全防护意识和必要的实验安全措施是进行化学实验的前提。下列关于化学安全措施说法错误的是( )
A.做焰色试验时,需要佩戴护目镜观察火焰的颜色
B.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火
C.氯气有毒,有关氯气性质的实验要在通风条件下进行
D.氯气泄漏后,人应往高处撤离,避免吸入过多的氯气而中毒
B 解析:进行化学实验需要佩戴护目镜,以保护眼睛,做焰色试验时,需要佩戴护目镜观察火焰的颜色,保护眼睛,A正确;泡沫灭火器主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液发生相互促进的水解反应,得到氢氧化铝、硫酸钠和二氧化碳,硫酸钠溶液导电,因此泡沫灭火器可用于一般的起火,但不适用于电器起火,B错误;氯气有毒,有关氯气性质的实验要在通风橱中进行,防止发生中毒,C正确;氯气的密度比空气的大,因此氯气泄漏后,人应往高处撤离,避免吸入过多的氯气而中毒,D正确。
[练1] 做化学实验时,必须十分重视实验安全。下列实验操作不符合上述要求的是( )
A.在气体发生装置上点燃氢气等气体时,必须先检验气体的纯度
B.加热灼烧后的坩埚放置在实验桌上冷却至室温
C.若不小心打翻酒精灯使酒精着火时,应用湿抹布盖灭
D.蒸馏操作过程中,若发现忘加沸石,应立即停止加热,待烧瓶冷却后再加入沸石
B 解析:氢气和氧气混合受热发生爆炸,点燃氢气等气体时,必须先检验气体的纯度,A不符合题意;加热灼烧后的坩埚放置在实验桌上,会烫伤台面,B符合题意;若不小心打翻酒精灯使酒精着火时,应用湿抹布盖灭,使其与氧气隔绝,C不符合题意;蒸馏操作过程中,若发现忘加沸石,应立即停止加热,待烧瓶冷却后再补加,D不符合题意。
考向二 化学实验基本操作及评价
[例2] (2022·湖南卷)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作符合规范的是( )
A.碱式滴定管排气泡
B.溶液加热
C.试剂存放
D.溶液滴加
A 解析:碱式滴定管排气泡时,把乳胶管向上弯曲,出口上斜,轻轻挤压玻璃球附近的乳胶管可以使溶液从尖嘴涌出,气泡即可随之排出,A正确;用试管加热溶液时,试管夹应夹在距离管口的处,B错误;实验室中,盐酸和NaOH要分开存放,有机物和无机物要分开存放,C错误;用胶头滴管滴加溶液时,滴管不能伸入试管内部,应悬空滴加,D错误。
[练2] (双选)(2024·河南洛阳、南阳20名校联考)下列关于实验操作的描述正确的是( )
A.在氧化还原反应滴定实验中,用酸式滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液
B.从食盐水中得到NaCl晶体,当坩埚中出现大量固体时,停止加热,利用余热蒸干
C.用苯萃取溴水中的Br2,分离时溴和苯的混合溶液从分液漏斗上口倒出
D.配制一定物质的量浓度溶液时,将量取好的物质放入容量瓶中,加水溶解至刻度线
AC 解析:重铬酸钾溶液具有强氧化性,为防止重铬酸钾溶液氧化碱式滴定管中的乳胶管,氧化还原反应滴定时,应用酸式滴定管盛装重铬酸钾标准溶液,A正确;从食盐水中得到氯化钠晶体,当蒸发皿中出现大量固体时,停止加热,利用余热蒸干,B错误;苯的密度比水的小,所以用苯萃取溴水中的溴,分离时溴和苯的混合溶液从分液漏斗上口倒出,C正确;容量瓶只能用于配制一定物质的量浓度的溶液,不能用于溶解或稀释溶液,D错误。
1.关于下列仪器使用的说法错误的是( )
A.①、④不可加热
B.②、④不可用作反应容器
C.③、⑤可用于物质分离
D.②、④、⑤使用前需检漏
A 解析:①是锥形瓶,②是酸式滴定管,③是蒸馏烧瓶,④是容量瓶,⑤是梨形分液漏斗。锥形瓶可以加热,但需要加陶土网,容量瓶不能加热,A错误;酸式滴定管用于量取一定体积的溶液,容量瓶只能用于配制一定物质的量浓度的溶液,都不能作反应容器,B正确;蒸馏烧瓶用于蒸馏操作,分离相互溶解的液体,分液漏斗用于分液操作,分离相互不溶解的液体,两者均可用于物质分离,C正确;酸式滴定管带有旋塞、容量瓶带有瓶塞、分液漏斗带有瓶塞和旋塞,使用前均需检查是否漏水,D正确。
2.规范的实验操作是保障实验安全和成功的重要前提。下列实验操作正确的是( )
A.图 Ⅰ 是操作自如地添加酒精
B.图 Ⅱ 是稀释浓硫酸
C.图 Ⅲ 是启停自如地制备O2
D.图Ⅳ是称量氢氧化钠固体
B 解析:添加酒精时应先熄灭火再添加,A错误;稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿烧杯壁慢慢倒入水中并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速散失,B正确;Na2O2是粉末状固体,多孔塑料片不能隔离粉末状固体和液体,不能启停自如地制备O2,C错误;NaOH具有腐蚀性且易潮解,应放在小烧杯中称量,D错误。
3.(2024·黑龙江大庆第一次质检)下列实验装置的使用及操作正确的是( )
A.装置①制备溴苯并验证有HBr产生
B.装置②制备并收集干燥的氨
C.装置③制备NaHCO3
D.装置④钠的燃烧反应
C 解析:装置①可以制备溴苯,但不能证明有HBr产生。由于溴易挥发,与硝酸银生成淡黄色沉淀,且HBr易溶于水,应该有防倒吸装置,A错误;装置②可以制备干燥的氨,但氨的密度小于空气的,应该用向下排空气法收集,B错误;向饱和氨盐水中通入过量的二氧化碳,会有NaHCO3析出,C正确;玻璃易炸裂,钠的燃烧反应不能在玻璃器皿中进行,D错误。
4.(双选)(2024·山东齐鲁名校联盟联考)实验室用Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸的浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( )
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显黄色
AD 解析:量筒的精确度不高,应该用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A错误;Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液与玻璃反应产生有黏性的硅酸钠溶液而将瓶塞黏住,故应选用带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B正确;Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C正确;Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后半滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D错误。
5.(2023·山东卷)实验室安全至关重要,下列实验室事故处理方法错误的是( )
A.眼睛溅进酸液,先用大量水冲洗,再用饱和碳酸钠溶液冲洗
B.皮肤溅上碱液,先用大量水冲洗,再用2%的硼酸溶液冲洗
C.电器起火,先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火
D.活泼金属燃烧起火,用灭火毯(石棉布)灭火
A 解析:饱和Na2CO3溶液显碱性且有一定的腐蚀性,A错误;皮肤上溅上碱液,先用大量的水冲洗,再涂上稀硼酸,B正确;电器起火,应先切断电源,再用二氧化碳灭火器灭火,C正确;活泼金属燃烧起火,可以用灭火毯(石棉布)盖灭,D正确。
6.(2022·山东卷)下列试剂实验室保存方法错误的是( )
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
C 解析:硝酸见光易分解,故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中避光保存,A正确;氢氧化钠能与玻璃中的SiO2反应,故氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中,B正确;四氯化碳是一种有机溶剂,能够溶解塑料,故不能保存在广口塑料瓶中,应该保存在细口玻璃瓶中,C错误;高锰酸钾固体受热后易分解,故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存,D正确。
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