高中化学微专题-专题七 实验装置图(讲)

专题七 实验装置图 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、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 ①试管要干燥②试管口略低于试管底 ③加热时先预热再固定加热 ④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 ①加热烧瓶时要加石棉网②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 ①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下 ②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 ③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、N2 H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4 H2、O2、N2、CH4、NH3 可除去O2、H2、CO、N2 不可干燥的气体 NH3、HBr、HI、H2S等 NH3 Cl2、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，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，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 【例题1】 1．下列操作或装置，不能达到实验目的的是。 A．图Ⅰ用于实验室制氨气并收集干燥的氨气 B．图Ⅱ用于检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子 C．图Ⅲ用于验证牺牲阳极的阴极保护法 D．图Ⅳ用于制取晶体 【举一反三】 2．如图所示的实验方案，能达到实验目的的是 A．图甲，验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用 B．图乙、用Cu和浓硝酸制取NO C．图丙，除去CO2气体中混有的HCl D．图丁，比较Cl、C和Si的非金属性强弱 【例题2】 3．实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)，下列说法正确的是 A．①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液 B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度 C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热 D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 【举一反三】 4．探究硫酰氯(SO2Cl2，易水解液体)在催化剂作用下加热分解的产物，实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．装置甲中出现黄绿色证明分解产物中有 Cl2 B．装置乙可除去 Cl2 C．装置丙可证明分解产物含有 SO2 D．SO2Cl2水解时生成 SO2 和 HCl 【例题3】 5．利用图示装置进行实验，能得出相应结论的是 溶液甲 固体乙 溶液丙 实验结论 A 浓硝酸 Na2CO3 Na2SiO3 非金属性：N＞C＞Si B 浓盐酸 KMnO4 Na2S 氧化性：KMnO4＞Cl2＞S C 浓硫酸 Na2SO3 溴水 SO2具有漂白性 D 浓氨水 碱石灰 酚酞 NH3.H2O是弱碱 A．A B．B C．C D．D 【举一反三】 6．研究铜和铁与浓硫酸的反应，实验如下： ① ②       铜丝表面无明显现象 铁丝表面迅速变黑，之后无明显现象 铜丝或铁丝逐渐溶解，产生大量气体， 品红溶液褪色 下列说法正确的是 A．常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸，可用铜制容器盛放浓硫酸 B．②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量相等 C．依据②，可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2 D．①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．B 【详解】A．实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物的方法制取氨气，氨气是碱性气体，密度比空气小，用碱石灰干燥，采用向下排空气法收集，A选项不符合题意； B．由于可能还有过剩的浓硫酸，因此在检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子时应将反应后的溶液倒入水中，类似于浓硫酸的稀释，B选项符合题意； C．原电池中锌作负极失去电子发生氧化反应，铁作正极被保护，可用K3[Fe(CN)6]来检验是否生成Fe2+从而验证牺牲阳极的阴极保护法，C选项不符合题意； D．CO2和NH3通入饱和的氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体，反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，蘸有稀硫酸的棉花可吸收氨气，防止污染空气，D选项不符合题意； 答案选B。 【点睛】选项B是易错点，注意检验铜和浓硫酸反应后的溶液时，溶液中可能仍有过剩的浓硫酸，所以不能够直接把水倒水，防止发生意外事故。 2．B 【详解】A．温度和催化剂都可影响反应速率，比较催化剂的影响，应在温度相同的条件下进行对比实验，故A错误； B．铜和浓硝酸反应生成NO2，二氧化氮和水反应生成NO，可制取NO，故B正确； C．CO2和HCl都可与碳酸钠溶液反应，应用饱和碳酸氢钠除杂，故C错误； D．盐酸易挥发，不能排除挥发出的氯化氢气体对实验的干扰，应先通过饱和碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，故D错误； 故选：B。 3．B 【详解】A．Zn粒中往往含有硫等杂质，因此生成的氢气中可能混有H2S，所以用KMnO4溶液除去H2S。另外装置含有空气，高温下能与W反应，焦性没食子酸溶液吸收氧气，最后通过浓硫酸干燥氢气，A错误； B．氢气是可燃性气体，通过爆鸣法验纯，B正确； C．为了防止W被氧化，反应结束后应该先停止加热，在氢气的氛围中冷却，等待W冷却后再关闭活塞K，C错误； D．由于二氧化锰是粉末状，不是块状固体，所以不能用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，D错误。 故选B。 4．D 【分析】硫酰氯(SO2Cl2，易水解液体)在催化剂作用下加热分解生成氯气和二氧化硫气体，氯气为非极性气体，可溶于四氯化碳，则装置乙可除去混合气体中的氯气，二氧化硫具有还原性，可以酸性高锰酸钾反应，使高锰酸钾溶液褪色，二氧化硫有毒，用NaOH溶液吸收未反应的二氧化硫。 【详解】A．分解的产物中只有氯气为黄绿色，则装置甲中出现黄绿色证明分解产物中有Cl2，A说法正确； B．四氯化碳、氯气均为非极性分子，根据相似相溶原理，装置乙可除去Cl2，B说法正确； C．二氧化硫具有还原性，可使高锰酸钾溶液褪色，装置丙可证明分解产物含有SO2，C说法正确； D．SO2Cl2水解时生成硫酸和HCl，D说法错误； 答案为D。 5．B 【详解】A．浓硝酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，硝酸挥发，混在二氧化碳中和硅酸钠溶液反应生成硅酸，所以无法从实验得出酸性：碳酸＞硅酸，从而无法判断C和Si的非金属性的强弱，故A不选； B．浓盐酸和高锰酸钾溶液反应生成氯气，氯气能与Na2S溶液反应置换出硫单质，自发进行的同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，第一个反应中高锰酸钾作氧化剂、氯气是氧化产物，第二个反应中氯气是氧化剂、S是氧化产物，所以氧化性：KMnO4＞Cl2＞S，故B选； C．Na2SO3和浓硫酸反应生成SO2气体，通入溴水中发生氧化还原反应而褪色，不是漂白，故C不选； D．碱石灰与浓氨水能够生成氨气，通入酚酞溶液呈红色，所以氨水有碱性，但不能证明NH3.H2O是弱碱，故D错误； 答案选B。 6．C 【详解】A．常温下铁遇冷浓硫酸发生钝化，则可以用铁制容器盛放浓硫酸，故A错误；B．随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐降低，Cu与稀硫酸不反应，而Fe能与稀硫酸反应生成氢气，则②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量不可能相等，故B错误；C．②中在加热条件下，铜丝或铁丝逐渐溶解，产生大量气体，品红溶液褪色，说明反应中生成SO2，故C正确；D．温度升高可加快化学反应速率，同时浓硫酸的氧化性随温度升高而升高，故D错误；故答案为C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$