第70講 儀器的組合與創(chuàng)新使用-2024高考化學一輪復習高頻考點精講（新教材新高考） 課件

這是一份第70講 儀器的組合與創(chuàng)新使用-2024高考化學一輪復習高頻考點精講（新教材新高考） 課件，共57頁。PPT課件主要包含了復習目標，一器多用與多器一用，考點一，必備知識，專項突破，考點二，氣體體積的測定，裝置的氣密性檢查，真題演練等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.了解同一儀器在不同組合中的用途及不同儀器組合的同一用途。2.了解儀器的創(chuàng)新使用。
1.用途多變的廣口瓶回答下列問題：
(1)收集氣體：可選用裝置____(填裝置字母，下同)，若用排空氣法收集CO2，則應從___口進氣；若收集氫氣，則應從___口進氣；若瓶中裝滿飽和食鹽水，從___口進氣，可收集Cl2。(2)洗氣除雜或干燥：可選裝置____，比如除去Cl2中的少量HCl，則廣口瓶中盛放___________，應從____口進氣。
(3)裝置E可用于貯存少量氣體，若E中收集了少量H2，排出H2的方法是________________________________________。(4)圖中可用于測量氣體體積的是____，用作安全瓶的是____或A，若用A作安全瓶，則應從____口進氣；接在氣體連續(xù)制備的實驗裝置中間，用于控制氣流平穩(wěn)的裝置是____。(5)用于監(jiān)控氣體流速(如圖F)，廣口瓶中盛有液體，從____端通入氣體，根據(jù)液體中產(chǎn)生氣泡的速率來監(jiān)控通入氣體的流速。
向長頸漏斗中注入適量蒸餾水
2.多用途的球形干燥管位置不同，作用不同(1)在整套實驗裝置的中間橫放——干燥、吸收及檢驗裝置
①干燥管內(nèi)裝有固體干燥劑，可用于干燥氣體。無機實驗中常用的固體干燥劑有 。②干燥管內(nèi)盛有 (填寫試劑名稱)時，可用于水蒸氣的檢驗。③可用于定量測定氣體的質(zhì)量。(2)在整套實驗裝置的最后橫放——“左吸右擋”：既可以吸收多余的尾氣，防止污染空氣，又可以阻擋外界空氣中的干擾氣體(如CO2、水蒸氣等)進入裝置中。
堿石灰、無水氯化鈣、五氧化二磷
3.實驗儀器的“多器一用”(1)可以測量氣體體積的裝置
(2)可用于冷凝或冷卻的裝置
(3)可用于氣體干燥或除雜的裝置
1.用如圖所示裝置進行下列實驗，能達到實驗目的的是A.瓶中盛有適量濃硫酸，從A口進氣來干燥NH3B.從B口進氣，用排空氣法收集CO2C.瓶中裝滿水，從B口進氣，用排水法收集NO2D.瓶中裝滿水，A口連接導管并伸入量筒中，從B口進氣，用排水法測量生成H2的體積
A項，NH3能與濃硫酸反應，不能用濃硫酸干燥NH3；B項，用向上排空氣法收集CO2時，應從A口進氣；C項，NO2與H2O反應，不能用排水法收集；D項，H2難溶于水，從B口通入H2，能將瓶中的水壓入量筒中，進入量筒中水的體積即為H2的體積。
[歸納提升] 常見儀器的創(chuàng)新使用圖示
(1)變換思維角度——廣口瓶的“一瓶多用”
(2)多變的角色——球形干燥管的“一管多用”①位置不同，作用不同
a.在整套實驗裝置的中間橫放——干燥、吸收及檢驗裝置
ⅰ.干燥管內(nèi)裝有干燥劑，可用于干燥氣體；
ⅱ.干燥管內(nèi)盛有無水硫酸銅時，可用于水(蒸氣)的檢驗；ⅲ.可用于定量測定氣體的質(zhì)量。
b.在整套實驗裝置的最后橫放——左吸右擋
既可以吸收多余的尾氣，防止污染空氣，又可以阻擋外界空氣中的干擾氣體(如CO2、水蒸氣等)進入裝置中，簡
②球形干燥管的創(chuàng)新用途
A 裝置為防倒吸裝置；B 裝置為簡易過濾器；C 裝置為簡
(3)化學實驗安全的創(chuàng)新設計①防倒吸裝置
a.實驗室制取Cl2 時，尾氣的處理可采用b 裝置。b.制取CO 時，尾氣處理可采用a、c 裝置。c.制取H2 時，尾氣處理可采用a、c 裝置。
2.過氧化鈣(CaO2)是一種白色的固體，微溶于水，且不溶于乙醇、乙醚和堿性溶液，溶于酸。利用反應Ca2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋ 制備過氧化鈣，裝置如圖所示。
按要求回答問題。(1)W的作用是_________，寫出反應的化學方程式：____________________________________________。(2)儀器X的名稱為__________，其作用是__________________________。(3)溫水浴可以加快反應速率，但在實驗中為什么采取冰水浴？______________。
＋2NH3↑＋2H2O
導氣，并防止發(fā)生倒吸現(xiàn)象
實驗中常見儀器或裝置的創(chuàng)新設計
A.該裝置中的干燥管可用于 ，原理類似于倒置在水中的 。B.簡易的 裝置，如凈化天然水。C.簡易的啟普發(fā)生器，其優(yōu)點為 。
可控制反應的發(fā)生和停止
①已知有以下幾種氣體發(fā)生原理a.CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑b.Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
d.Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
2.多種儀器的創(chuàng)新使用(1)控制反應發(fā)生和停止的裝置
可利用甲、乙裝置來制備的氣體發(fā)生原理有 (填字母)。以甲為例敘述此類裝置控制反應發(fā)生和停止的原理：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②對于丙裝置，若想反應發(fā)生，可采取的操作是 ，若想停止反應，可采取的操作是 。
當需要反應發(fā)生時，打開止水夾，
向長頸漏斗內(nèi)注入液體試劑而與多孔隔板上塊狀固體藥品接觸，反應開始；當需要停止反應時，關(guān)閉止水夾，液體在氣壓作用下被壓回到長頸漏斗內(nèi)，固液分離，反應停止
將Cu絲上提，使之與濃硝酸分離
橡膠管a的作用是 ，在定量測量氣體體積時還可以 ，支管b也具備平衡氣壓的作用。
平衡氣壓，便于液體順利流下
①簡述裝置乙防倒吸的原理：_____________________________________________ 。②能否用苯代替CCl4： (填“能”或“否”)。
HCl不溶于CCl4，會從CCl4層中逸出被水層吸收，
導管口附近氣壓不會減小，不會引起倒吸
①實驗室制取Cl2時，尾氣的處理可采用b裝置。②制取CO時，尾氣處理可采用a、c裝置。③制取H2時，尾氣處理可采用a、c裝置。
1.草酸晶體(H2C2O4·2H2O)100 ℃開始失水，101.5 ℃熔化，150 ℃左右分解產(chǎn)生H2O、CO和CO2。用加熱草酸晶體的方法獲取某些氣體，應該選擇的氣體發(fā)生裝置是(圖中加熱裝置已略去)
試管口向上傾斜，水倒流進試管，會使試管底炸裂，故A錯誤；加熱固體來制取氣體，應選擇試管，不能選擇錐形瓶，故B錯誤；草酸熔點低，在分解之前就熔化，C裝置熔化的草酸會流到試管口，而酒精加熱部位在試管底部，會使樣品無法繼續(xù)受熱分解，故C錯誤；該裝置解決了受熱過程中產(chǎn)生水以及樣品熔化流動的這兩個問題，草酸晶體100 ℃開始失水，試管口應略向下傾斜，故D正確。
2.已知HCl難溶于CCl4，則如下圖所示裝置中，不適宜用于HCl氣體尾氣吸收的是
3.用分液漏斗和燒杯可以組裝成一套簡易的、能隨開隨用、隨關(guān)隨停的氣體發(fā)生裝置，如圖所示。能用此裝置制備的氣體有________(填字母)。a.用鋅粒與稀硫酸反應制取H2b.用過氧化鈉與水反應制取O2c.用二氧化錳與濃鹽酸反應制取Cl2d.用銅片與濃硝酸反應制取NO2
4.下圖給出了干燥管的不同應用，請回答下列問題：
(1)圖甲所示的干燥管可作為氣體干燥裝置，下列組合中氣體a和固體R均正確的是_____(填字母)。
甲作為干燥裝置，固體R必須能吸收水，且不與氣體a發(fā)生反應。B中濃硫酸為液體干燥劑；C中的高錳酸鉀不僅不易吸收水，還與乙烯反應；D中的堿石灰雖然能吸收水，但也能與Cl2反應。
(2)甲裝置還可以作為特殊情況下的氣體發(fā)生裝置。例如，在常溫下可用此裝置來制備空氣中的某種單質(zhì)氣體，此時氣體a為______，固體R為_______。
甲作為制氣裝置，要求反應原理是在常溫下某氣體與固體反應產(chǎn)生氣體，中學階段熟悉的反應是二氧化碳與過氧化鈉反應制取氧氣。
(3)若按圖乙來組裝，可用NaOH濃溶液吸收Cl2，制“84”消毒液，此時干燥管的作用是__________。
氣體體積的測定既可通過測量氣體排出的液體體積來確定(二者體積值相等)，也可直接測量收集的氣體體積。測量氣體體積的常用方法：
(1)直接測量法。如圖A、B、C、D、E均是直接測量氣體體積的裝置。A裝置測量前可先通過調(diào)整左右兩管的高度使左管(有刻度)充滿液體，且兩管液面相平。C裝置則是直接將一種反應物置于倒置的漏斗中，另一反應物置于水槽中，二者反應產(chǎn)生的氣體可以直接測量。D裝置用于測量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積。讀數(shù)時，球形容器和量氣管液面相平，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于被反應管吸收后剩余氣體的體積。
解答該量氣裝置讀數(shù)時的答題模板：①將××××恢復至室溫。②調(diào)節(jié)×××與×××兩端液面相平。③視線與×××在同一水平線上。E裝置直接測量固液反應產(chǎn)生氣體的體積，注意應恢復至室溫后，讀取注射器中氣體的體積(一般適合滴加液體量比較少的氣體體積的測量)。(2)間接測量法。如F裝置是通過測量氣體排出的液體體積來確定氣體體積。
1.用鎂帶和稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣來測定氫氣的氣體摩爾體積，所用的步驟有①冷卻至室溫；②調(diào)節(jié)使水準管和量氣管液面持平；③讀數(shù)。正確的順序是A.①②③ B.①③②C.③①② D.③②①
因為生成氣體的體積需要用排出的水的體積衡量，而鎂帶和稀硫酸的反應是放熱反應，反應前后量氣管的溫度不同，因此，反應后應先將待測體系恢復到室溫，再將量氣管上下移動以調(diào)節(jié)量氣管內(nèi)的液面與水準管一致，此時量氣管內(nèi)氣體壓強也為大氣壓，讀數(shù)才是正確的；所以正確的操作順序為①②③。
2.欲測定金屬鎂的相對原子質(zhì)量，請利用下圖給定的儀器組成一套實驗裝置(每個儀器只能使用一次，假設氣體的體積可看作標準狀況下的體積)。
回答下列問題(氣流從左到右)：(1)各種儀器連接的先后順序是____接____、____接____、____接____、____接____(用小寫字母表示)。
根據(jù)實驗目的及各裝置的特點分析可知：利用裝置A中的水壓將E中稀鹽酸壓至B中，產(chǎn)生的氣體通過將D中的水排入C中測量其體積，所以連接順序為a→h→g→b→c→f→e→d。
(2)連接好儀器后，要進行的操作有以下幾步，其先后順序是____________(填序號)。①待儀器B中的溫度恢復至室溫時，測得量筒C中水的體積為Va mL；②擦掉鎂條表面的氧化膜，將其置于天平上稱量，得質(zhì)量為m g，并將其投入試管B中的多孔塑料板上；③檢查裝置的氣密性；④旋開裝置A上分液漏斗的活塞，使其中的水順利流下，當鎂完全溶解時再關(guān)閉這個活塞，這時A中共放入水Vb mL。
(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可算出金屬鎂的相對原子質(zhì)量，其數(shù)學表達式為______________。
由題意知：Mg　　　～　　　H2M　　　　　　　22.4 LM　　　　　　　(Va－Vb)×10－3 L
(4)若試管B的溫度未冷卻至室溫，就讀出量筒C中水的體積，這將會使所測定鎂的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)_______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
由于試管B未冷卻至室溫，會導致Va變大，所以使Mg的相對原子質(zhì)量偏小。
裝置的氣密性檢查必須在放入藥品之前進行。(1)氣密性檢查的基本思路使裝置內(nèi)外壓強不等，觀察氣泡或液面變化。(2)氣密性檢查的答題規(guī)范簡答題應注意答題規(guī)范，對裝置的氣密性檢查可按如下文字進行答題：①裝置形成封閉體系→操作(微熱、手捂、熱毛巾捂、加水等)→描述現(xiàn)象→得出結(jié)論。②微熱法檢查的關(guān)鍵詞是封閉、微熱、氣泡、水柱。③液差(封)法的關(guān)鍵詞是封閉、液差。④答題時易忽略的關(guān)鍵性的文字敘述：a.將導管末端浸入水中；b.關(guān)閉或者開啟某些氣體通道的活塞或彈簧夾；c.加水至“將長頸漏斗下口浸沒”。
1.觀察下面a～f六種裝置，補充完整檢查氣密性的操作和現(xiàn)象：
(1)微熱法：如圖a。用手捂熱或用酒精燈微熱試管，導管口__________，松開手或停止加熱后導管內(nèi)______________，證明裝置不漏氣。
(2)液差法：如圖b、c。連接好儀器，b中夾緊彈簧夾，從長頸漏斗中注入適量水，使b中長頸漏斗中的液面______錐形瓶中的液面，靜置，若__________________，證明裝置不漏氣。c中從乙管加入適量水，使乙管液面_______甲管液面，靜置，若液面______________，證明裝置不漏氣。(3)滴液法：如圖d。向分液漏斗中注入適量水，關(guān)閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞，水在下端形成一段水柱，如果________________________________，則證明裝置氣密性良好。
一段時間后，水柱的水位不會下降
(4)抽氣(吹氣)法：如圖e、f。e中關(guān)閉分液漏斗的活塞，輕輕向外拉動或向里推動注射器的活塞，一段時間后，活塞__________________，證明裝置的氣密性良好。f中打開彈簧夾，向?qū)Ч芸诖禋?，如果長頸漏斗中的液面________，且停止吹氣后，夾上彈簧夾，長頸漏斗液面__________，則證明裝置的氣密性良好(液差法的拓展)。
2.為了檢查如圖所示某有機合成裝置的氣密性，甲、乙兩位同學進行以下操作和方案設計。(1)甲同學認為，用微熱法便可檢查裝置氣密性是否良好。經(jīng)檢驗方案可行，則甲同學檢查裝置氣密性的操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
將e導管下端管口浸入盛水的燒杯中，關(guān)閉b的活塞，打開a處止水夾，微熱d，若e導管口有氣泡冒出，冷卻至室溫后，又有一段水柱上升，證明氣密性良好
(2)乙同學認為只需關(guān)閉a處止水夾，打開b的玻璃活塞，觀察液體能否順利滴下便可檢查其氣密性是否良好，該同學的方案可行嗎？________(填“可行”或“不可行”)，并解釋原因：__________________________________________。
無論氣密性是否良好，b中的液體均能順利滴下
1.(2022·湖北，6)下列實驗裝置(部分夾持裝置略)或現(xiàn)象錯誤的是
碳酸鈉和碳酸氫鈉都會因水解而使溶液顯堿性，碳酸鈉的堿性強于碳酸氫鈉，滴入酚酞溶液后，碳酸鈉溶液呈紅色，碳酸氫鈉溶液呈淺紅色，A正確；食鹽水為中性，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，試管中的氣體減少，導管中形成一段水柱，B正確；鈉燃燒溫度在400 ℃以上，玻璃表面皿不耐高溫，故鈉燃燒通常用坩堝或者燃燒匙，C錯誤。
2.(2020·江蘇，5)實驗室以CaCO3為原料，制備CO2并獲得CaCl2·6H2O晶體。下列圖示裝置和原理不能達到實驗目的的是
A對，碳酸鈣與稀鹽酸反應可制備CO2，且為固液常溫型反應，裝置也正確；B對，CO2密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集；C對，分離固體與液體，可采用過濾的方法；D錯，CaCl2·6H2O晶體可以通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾的方法制得，采用蒸發(fā)結(jié)晶法易導致CaCl2·6H2O失去結(jié)晶水。
3.(2021·天津，15)某化學小組同學利用一定濃度的H2O2溶液制備O2，再用O2氧化C2H5OH，并檢驗氧化產(chǎn)物。Ⅰ.制備O2該小組同學設計了如下氣體發(fā)生裝置(夾持裝置省略)
(1)甲裝置中主要儀器的名稱為__________________。(2)乙裝置中，用粘合劑將MnO2制成團，放在多孔塑料片上，連接好裝置，氣密性良好后打開活塞K1，經(jīng)長頸漏斗向試管中緩慢加入3% H2O2溶液至___________________。欲使反應停止，關(guān)閉活塞K1即可，此時裝置中的現(xiàn)象是_________________________________________________。
試管內(nèi)的H2O2溶液被壓入
長頸漏斗中，與MnO2分離
(3)丙裝置可用于制備較多O2，催化劑鉑絲可上下移動。制備過程中如果體系內(nèi)壓強過大，安全管中的現(xiàn)象是___________，此時可以將鉑絲抽離H2O2溶液，還可以采取的安全措施是______________。
(4)丙裝置的特點是______(填序號)。a.可以控制制備反應的開始和結(jié)束b.可通過調(diào)節(jié)催化劑與液體接觸的面積來控制反應的速率c.與乙裝置相比，產(chǎn)物中的O2含量高、雜質(zhì)種類少
用雙氧水和催化劑制取氧氣。制得的氧氣經(jīng)干燥后進入盛有乙醇的圓底燒瓶中，和熱的乙醇一起進入硬質(zhì)玻璃管中，在銅的催化作用下發(fā)生乙醇的催化氧化反應生成乙醛。生成的乙醛進入試管中，被冷凝收集。
催化劑鉑絲可上下移動，可以控制制備反應的開始和結(jié)束，a正確；催化劑與液體接觸的面積越大，反應速率越快，b正確；
丙裝置用圓底燒瓶盛裝H2O2溶液，與乙裝置相比，可用于制備較多O2，但產(chǎn)物中的O2含量和雜質(zhì)種類和乙中沒有區(qū)別，c錯誤。
Ⅱ.氧化C2H5OH該小組同學設計的氧化C2H5OH的裝置如圖(夾持裝置省略)(5)在圖中方框內(nèi)補全干燥裝置和干燥劑。
Ⅲ.檢驗產(chǎn)物(6)為檢驗上述實驗收集到的產(chǎn)物，該小組同學進行了如下實驗并得出相應結(jié)論。
實驗①～③中的結(jié)論不合理的是_____(填序號)，原因是__________________________________。
乙醇也能使酸性KMnO4