76素养发展15　科学探究——仪器的组装和气体体积的测定-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（浙江专版人教单选版）

素养发展15　科学探究——仪器的组装和气体体积的测定 [对应学生用书P291] 1．仪器的选择与连接 (1)广口瓶的创新使用 装置 装置图示 装置分析 集气装置 收集密度比空气大的气体，如二氧化碳、氯气、氯化氢等。操作关键是“长进短出” 收集密度比空气小的气体，如H2、NH3等，操作关键是“短进长出” 盛满水，“短进长出”可收集不溶于水且不与水反应的气体，如CO、NO等 洗气装置 用于除去气体中的杂质气体或干燥气体，操作关键是“长进短出” 安全装置 左右导管均短且等长或进气管短，出气管长。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)球形干燥管的创新使用 装置图示 装置分析 ①可用于一般尾气的吸收，如内盛碱石灰，可吸收HCl、Cl2、SO2等(如图a所示)； ②可用于防倒吸装置，如吸收极易溶于水的HCl、NH3等(如图b所示) 如干燥管中内盛无水CuSO4时，可用于水蒸气的检验(如图c所示) 在测定装置后，接一个干燥管，目的是防止空气中的CO2、水蒸气对定量测定产生干扰(如图d所示) 类似启普发生器原理，通过调节活塞，进而使产生的气体调控液面高度而决定反应是否继续(如图e所示) (3)仪器的连接顺序 ①实验装置连接的思维模型 ②仪器接口的连接 总体做到“自下而上，从左到右”。 净化装置应“长进短出” 量气装置应“短进长出” 干燥管应“粗进细出” [典例1] 查阅资料得知：MnO2＋NaBr＋H2SO4Na2SO4＋MnSO4＋Br2↑＋H2O(未配平)。某兴趣小组的同学利用如图所示的装置探究苯与液溴的反应类型。下列说法正确的是 (　　) A．实验装置的连接顺序为c→a→d→b B．装置d中仪器G的名称为直形冷凝管，作用是冷凝回流溴苯和苯 C.装置c中发生反应的还原剂与氧化剂物质的量之比为2∶1 D．反应后装置d中混合液经碱洗、分液后，上层液体蒸馏得到溴苯 C　解析：装置a中四氯化碳可以溶解溴蒸气，装置b中硝酸银溶液的作用是检验溴化氢，从而确定反应类型，装置c是制取溴单质的反应装置，装置d是制取溴苯的反应装置，实验装置的连接顺序为c→d→a→b，A错误；装置d中仪器G的名称为球形冷凝管，B错误；装置c中发生的反应为MnO2＋2NaBr＋2H2SO4Na2SO4＋MnSO4＋Br2↑＋2H2O，还原剂溴化钠与氧化剂二氧化锰的物质的量之比为2∶1，C正确；反应后的液体先用水洗除去溴化铁，再用碱洗除去溴单质，然后分液除去水层，溴苯的密度大于水的，下层为有机层，将其蒸馏后可得溴苯，D错误。 2．实验室测定气体体积的方法 (1)直接量气法 测量前，装置A可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。 装置C则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。 装置D用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。 (2)间接量气法 通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积，如图所示。 [典例2] 实验室常用如图所示的两套装置测量所制得气体的体积，有关这两套量气装置的使用说明错误的是 (　　) A.量气前， 装置 Ⅱ 中广口瓶通常应盛满相应的液体 B．使用 装置 Ⅰ 量气前，右管中应充满相应的液体 C. 装置 Ⅰ 收集完气体后，在读数前应使盛液管内的液面与集气管内的液面相平 D. 装置 Ⅰ 直接测量的是气体的体积，而装置 Ⅱ 直接测量的是所排出液体的体积 B　解析： 装置 Ⅱ 中广口瓶通常应盛满相应的液体，气体将液体排出测定液体的体积即为气体的体积，A正确； 装置 Ⅰ 在量气前应通过提升右侧管高度的方法使左管充满液体而右侧没有液体以使收集气体时将液体压入右侧，B错误；装置 Ⅰ 收集完气体后，在读数前使左右两个容器中液面相平，可保证测量出常温常压下的气体体积，C正确； 装置 Ⅰ 可直接根据刻度测量气体的体积， 装置 Ⅱ 可直接测量出排出液体的体积，D正确。 1．实验室利用浓硫酸和乙醇在加热条件下制取乙烯，所得的乙烯气体中含有水蒸气、CO2和SO2，利用下列仪器(一个或多个)及试剂可以逐一检验这4种气体，下列说法错误的是 (　　) A．必须先检验水蒸气，且检验水蒸气时发生了化学变化 B．乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5C2H4＋12MnO＋36H＋===12Mn2+＋10CO2＋28H2O C．装置的连接顺序为②①③①④⑤ D．可以用溴水代替饱和氯化铁溶液 D　解析：后续操作均在溶液中进行，故必须先检验水蒸气，检验水蒸气时无水硫酸铜和水反应生成胆矾，发生化学变化，A正确；乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，离子方程式为5C2H4＋12MnO＋36H＋===12Mn2+＋10CO2＋28H2O，B正确；溴水中的溴既可以和二氧化硫反应又可以和乙烯反应，不能代替饱和氯化铁溶液，D错误。 2．(2023·全国乙卷)下列装置可以用于相应实验的是 (　　) A B 制备CO2 分离乙醇和乙酸 C D 验证SO2酸性 测量O2体积 D　解析：Na2CO3固体受热不分解，所以该装置不能制备CO2，A错误；乙醇和乙酸互溶，不能采用分液的方法分离，应采用蒸馏，B错误；二氧化硫通入品红溶液中，可以验证其漂白性，不能验证其酸性，C错误。 3．氮化铝(AlN)是一种新型无机材料。某学习小组的同学为测定m g氮化铝(仅含有Al2O3杂质)样品中AlN的纯度，设计如图所示实验装置，下列说法不正确的是 (　　) 已知：AlN＋NaOH＋3H2O===NH3↑＋Na[Al(OH)4]，NH3易溶于水不溶于苯。 A．读数时量气装置两侧液面一定要保持相平 B．为测定生成气体的体积，装置中的X可以是苯 C．如果撤去导管a，测得样品的纯度偏低 D．完全反应后，测得标准状况下气体的体积为V mL，则氮化铝的纯度为×100% C　解析：左侧装置中产生氨，利用排液法可测定产生氨的量，氨不能溶于试剂X。为了减小压强对测量结果的影响，读数时量气装置两侧液面一定要保持相平，A正确；氨极易溶于水，测定氨体积时，可以用排苯或四氯化碳的方法，B正确；如果撤去导管a，分液漏斗中的液体也会排出一部分气体，测定的氨体积偏大，从而导致测得样品的纯度偏高，C错误；若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况)，设氮化铝纯度为x， AlN＋NaOH＋3H2O===NH3↑＋Na[Al(OH)4] 　41 g　　　　　　　　 22.4 L 　mx g　　　　　　　　V×10-3 L， x＝×100%＝×100%，D正确。 4．某化学兴趣小组的同学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。 ①所选装置正确的连接顺序为________________________(填接口编号)。 ②简述检验氨的操作方法___________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 (2)氯气的制备及性质实验。 ①制备装置中发生反应的离子方程式是______________________________________ ____________________________________________________________________________。 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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ③可以用装置D收集并测量氯气的体积，其操作为________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)①b(c)→i→j→k→m(→i→j)→n ②将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)与气体接触，若试纸变蓝说明是氨(其他合理答案均可) (2)①MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O ②干燥　将FeCl3固体溶解在少量浓盐酸中，然后加蒸馏水稀释至所需体积 ③调节两侧液面相平，读数。收集结束后，再次调节两侧液面相平并读数，两次读数差值即为所收集氯气的体积 [课时提升训练(51)见P516] 学科网（北京）股份有限公司 $$