
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(yīng)從___口進(jìn)氣;若收集氫氣,則應(yīng)從___口進(jìn)氣;若瓶中裝滿飽和食鹽水,從___口進(jìn)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_(tái)__________,應(yīng)從____口進(jìn)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(cè)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(yīng)從____口進(jìn)氣;接在氣體連續(xù)制備的實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)裝置的中間橫放——干燥、吸收及檢驗(yàn)裝置
①干燥管內(nèi)裝有固體干燥劑,可用于干燥氣體。無機(jī)實(shí)驗(yàn)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(shí),可用于水蒸氣的檢驗(yàn)。③可用于定量測(cè)定氣體的質(zhì)量。(2)在整套實(shí)驗(yàn)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(jìn)入裝置中。
堿石灰、無水氯化鈣、五氧化二磷
3.實(shí)驗(yàn)儀器的“多器一用”(1)可以測(cè)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(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿.瓶中盛有適量濃硫酸,從A口進(jìn)氣來干燥NH3B.從B口進(jìn)氣,用排空氣法收集CO2C.瓶中裝滿水,從B口進(jìn)氣,用排水法收集NO2D.瓶中裝滿水,A口連接導(dǎo)管并伸入量筒中,從B口進(jìn)氣,用排水法測(cè)量生成H2的體積
A項(xiàng),NH3能與濃硫酸反應(yīng),不能用濃硫酸干燥NH3;B項(xiàng),用向上排空氣法收集CO2時(shí),應(yīng)從A口進(jìn)氣;C項(xiàng),NO2與H2O反應(yīng),不能用排水法收集;D項(xiàng),H2難溶于水,從B口通入H2,能將瓶中的水壓入量筒中,進(jìn)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(shí)驗(yàn)裝置的中間橫放——干燥、吸收及檢驗(yàn)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(shí),可用于水(蒸氣)的檢驗(yàn);ⅲ.可用于定量測(cè)定氣體的質(zhì)量。
b.在整套實(shí)驗(yàn)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(jìn)入裝置中,簡(jiǎn)
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(jiǎn)易過濾器;C 裝置為簡(jiǎn)
(3)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全的創(chuàng)新設(shè)計(jì)①防倒吸裝置
a.實(shí)驗(yàn)室制取Cl2 時(shí),尾氣的處理可采用b 裝置。b.制取CO 時(shí),尾氣處理可采用a、c 裝置。c.制取H2 時(shí),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(yīng)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(yīng)的化學(xué)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(yīng)速率,但在實(shí)驗(yàn)中為什么采取冰水浴?______________。
+2NH3↑+2H2O
導(dǎo)氣,并防止發(fā)生倒吸現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)中常見儀器或裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
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(jiǎn)易的 裝置,如凈化天然水。C.簡(jiǎn)易的啟普發(fā)生器,其優(yōu)點(diǎn)為 。
可控制反應(yīng)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(yīng)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(yīng)發(fā)生和停止的原理:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②對(duì)于丙裝置,若想反應(yīng)發(fā)生,可采取的操作是 ,若想停止反應(yīng),可采取的操作是 。
當(dāng)需要反應(yīng)發(fā)生時(shí),打開止水夾,
向長(zhǎng)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(yīng)開始;當(dāng)需要停止反應(yīng)時(shí),關(guān)閉止水夾,液體在氣壓作用下被壓回到長(zhǎng)頸漏斗內(nèi),固液分離,反應(yīng)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(cè)量氣體體積時(shí)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(jiǎn)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(huì)從CCl4層中逸出被水層吸收,
導(dǎo)管口附近氣壓不會(huì)減小,不會(huì)引起倒吸
①實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí),尾氣的處理可采用b裝置。②制取CO時(shí),尾氣處理可采用a、c裝置。③制取H2時(shí),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(yīng)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(jìn)試管,會(huì)使試管底炸裂,故A錯(cuò)誤;加熱固體來制取氣體,應(yīng)選擇試管,不能選擇錐形瓶,故B錯(cuò)誤;草酸熔點(diǎn)低,在分解之前就熔化,C裝置熔化的草酸會(huì)流到試管口,而酒精加熱部位在試管底部,會(huì)使樣品無法繼續(xù)受熱分解,故C錯(cuò)誤;該裝置解決了受熱過程中產(chǎn)生水以及樣品熔化流動(dòng)的這兩個(gè)問題,草酸晶體100 ℃開始失水,試管口應(yīng)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(jiǎn)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(yīng)制取H2b.用過氧化鈉與水反應(yīng)制取O2c.用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2d.用銅片與濃硝酸反應(yīng)制取NO2
4.下圖給出了干燥管的不同應(yīng)用,請(qǐng)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(yīng)。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(yīng);D中的堿石灰雖然能吸收水,但也能與Cl2反應(yīng)。
(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(shí)氣體a為______,固體R為_______。
甲作為制氣裝置,要求反應(yīng)原理是在常溫下某氣體與固體反應(yīng)產(chǎn)生氣體,中學(xué)階段熟悉的反應(yīng)是二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)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(shí)干燥管的作用是__________。
氣體體積的測(cè)定既可通過測(cè)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(cè)量收集的氣體體積。測(cè)量氣體體積的常用方法:
(1)直接測(cè)量法。如圖A、B、C、D、E均是直接測(cè)量氣體體積的裝置。A裝置測(cè)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(yīng)物置于倒置的漏斗中,另一反應(yīng)物置于水槽中,二者反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可以直接測(cè)量。D裝置用于測(cè)量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積。讀數(shù)時(shí),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(yīng)管吸收后剩余氣體的體積。
解答該量氣裝置讀數(shù)時(shí)的答題模板:①將××××恢復(fù)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(cè)量固液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積,注意應(yīng)恢復(fù)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(cè)量)。(2)間接測(cè)量法。如F裝置是通過測(cè)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(yīng)產(chǎn)生氫氣來測(cè)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(zhǔn)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?yàn)樯蓺怏w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(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)前后量氣管的溫度不同,因此,反應(yīng)后應(yīng)先將待測(cè)體系恢復(fù)到室溫,再將量氣管上下移動(dòng)以調(diào)節(jié)量氣管內(nèi)的液面與水準(zhǔn)管一致,此時(shí)量氣管內(nèi)氣體壓強(qiáng)也為大氣壓,讀數(shù)才是正確的;所以正確的操作順序?yàn)棰佗冖邸?br/>2.欲測(cè)定金屬鎂的相對(duì)原子質(zhì)量,請(qǐng)利用下圖給定的儀器組成一套實(shí)驗(yàn)裝置(每個(gè)儀器只能使用一次,假設(shè)氣體的體積可看作標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)?zāi)康募案餮b置的特點(diǎn)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(cè)量其體積,所以連接順序?yàn)閍→h→g→b→c→f→e→d。
(2)連接好儀器后,要進(jìn)行的操作有以下幾步,其先后順序是____________(填序號(hào))。①待儀器B中的溫度恢復(fù)至室溫時(shí),測(cè)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(dāng)鎂完全溶解時(shí)再關(guān)閉這個(gè)活塞,這時(shí)A中共放入水Vb mL。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算出金屬鎂的相對(duì)原子質(zhì)量,其數(shù)學(xué)表達(dá)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(huì)使所測(cè)定鎂的相對(duì)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(huì)導(dǎo)致Va變大,所以使Mg的相對(duì)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(jìn)行。(1)氣密性檢查的基本思路使裝置內(nèi)外壓強(qiáng)不等,觀察氣泡或液面變化。(2)氣密性檢查的答題規(guī)范簡(jiǎn)答題應(yīng)注意答題規(guī)范,對(duì)裝置的氣密性檢查可按如下文字進(jìn)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(shí)易忽略的關(guān)鍵性的文字?jǐn)⑹觯篴.將導(dǎo)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(zhǎng)頸漏斗下口浸沒”。
1.觀察下面a~f六種裝置,補(bǔ)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(dǎo)管口__________,松開手或停止加熱后導(dǎo)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(zhǎng)頸漏斗中注入適量水,使b中長(zhǎng)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(shí)間后,水柱的水位不會(huì)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(dòng)或向里推動(dòng)注射器的活塞,一段時(shí)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(zhǎng)頸漏斗中的液面________,且停止吹氣后,夾上彈簧夾,長(zhǎng)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(jī)合成裝置的氣密性,甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行以下操作和方案設(shè)計(jì)。(1)甲同學(xué)認(rèn)為,用微熱法便可檢查裝置氣密性是否良好。經(jīng)檢驗(yàn)方案可行,則甲同學(xué)檢查裝置氣密性的操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
將e導(dǎo)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(dǎo)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(xué)認(rèn)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(xué)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(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持裝置略)或現(xiàn)象錯(cuò)誤的是
碳酸鈉和碳酸氫鈉都會(huì)因水解而使溶液顯堿性,碳酸鈉的堿性強(qiáng)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(dǎo)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(cuò)誤。
2.(2020·江蘇,5)實(shí)驗(yàn)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(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br/>A對(duì),碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)可制備CO2,且為固液常溫型反應(yīng),裝置也正確;B對(duì),CO2密度比空氣大,可以用向上排空氣法收集;C對(duì),分離固體與液體,可采用過濾的方法;D錯(cuò),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(dǎo)致CaCl2·6H2O失去結(jié)晶水。
3.(2021·天津,15)某化學(xué)小組同學(xué)利用一定濃度的H2O2溶液制備O2,再用O2氧化C2H5OH,并檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物。Ⅰ.制備O2該小組同學(xué)設(shè)計(jì)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(tuán),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(zhǎng)頸漏斗向試管中緩慢加入3% H2O2溶液至___________________。欲使反應(yīng)停止,關(guān)閉活塞K1即可,此時(shí)裝置中的現(xiàn)象是_________________________________________________。
試管內(nèi)的H2O2溶液被壓入
長(zhǎng)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(dòng)。制備過程中如果體系內(nèi)壓強(qiáng)過大,安全管中的現(xiàn)象是___________,此時(shí)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(diǎn)是______(填序號(hào))。a.可以控制制備反應(yīng)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(yīng)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(jìn)入盛有乙醇的圓底燒瓶中,和熱的乙醇一起進(jìn)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(yīng)生成乙醛。生成的乙醛進(jìn)入試管中,被冷凝收集。
催化劑鉑絲可上下移動(dòng),可以控制制備反應(yīng)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(yīng)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(cuò)誤。
Ⅱ.氧化C2H5OH該小組同學(xué)設(shè)計(jì)的氧化C2H5OH的裝置如圖(夾持裝置省略)(5)在圖中方框內(nèi)補(bǔ)全干燥裝置和干燥劑。
Ⅲ.檢驗(yàn)產(chǎn)物(6)為檢驗(yàn)上述實(shí)驗(yàn)收集到的產(chǎn)物,該小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)并得出相應(yīng)結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)①~③中的結(jié)論不合理的是_____(填序號(hào)),原因是__________________________________。
乙醇也能使酸性KMnO4
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