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1 仪器的组合与创新应用
受条件限制为完成特定的实验目的,在掌握实验仪器常规使用方法的基础上,利用实验原理
对仪器进行组合“一器多用”“多器同用”甚至革新显得十分重要。有关试题在综合实验装
置判断题中十分常见,解答这类试题时,除了要知道所给仪器或装置的特点,还必须清楚实
验的目的、发生反应的原理、生成物的性质、反应发生的条件、实验中有无杂质干扰、如何
排除等。应用实例总结如下:
一、一器多用
1.漏斗的多种用途
(1)组成过滤器进行过滤(如图1)
(2)向酒精灯中添加酒精(如图2)
(3)倒置使用,防止倒吸(如图3)
2.用途多变的广口瓶
回答下列问题:
(1)收集气体(如图A),若用排空气法收集CO ,则应从________口进气;若瓶中装满饱和食
2
盐水,从________口进气,收集Cl;也可用A装置除去Cl 中的少量HCl,则广口瓶中盛放
2 2
________,应从________口进气。
答案 b a 饱和食盐水 b
(2)装置 E 可用于贮存少量气体,若 E 中收集了少量 H ,排出 H 的方法是
2 2
_________________。
答案 打开止水夹,向长颈漏斗中注入适量蒸馏水
(3)图中可用于测量气体体积的是________(填装置字母,下同),用作安全瓶的是_________,
接在气体连续制备的实验装置中间,用于控制气流平稳的装置是_______________________。
答案 C D B
(4)用于监控气体流速(如图F),广口瓶中盛有液体,从________端通入气体,根据液体中产
生气泡的速率来监控通入气体的流速。答案 a
3.干燥管的“一材多用”
装置图 解读
尾气吸收装置
①可用于一般尾气的吸收,如内盛碱石灰,可吸收HCl、
Cl、SO 等(如图a);
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②可用于防倒吸装置,如极易溶于水的HCl、NH 等(如图b)
3
气体检验装置
如干燥管内盛无水CuSO 时,可用于水蒸气的检验(如图c)
4
辅助测定气体,防止外界因素干扰;定量测定气体时,有时
需要考虑空气中的成分对测定产生的影响,所以在测定装置
后,需接一个干燥管,目的是防止空气中的CO、水蒸气对
2
定量测定产生干扰(如图d)
简易的气体发生装置
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)
过滤装置
可用于水的净化等较简单的过滤(如图f)
二、多器同用
1.气体干燥装置
干燥气体可用洗气瓶(如图①,盛放液体干燥剂)、球形干燥管(如图②,盛放固体干燥剂)、
U形管(如图③,盛放固体干燥剂)。
2.测量气体体积的装置(排液法)
其中,使用装置④读气体体积时需注意:冷却至室温;使集气瓶与量筒内液面相平;读数时
视线与凹液面的最低点相平。3.冷凝装置
其中冷凝管中的水流方向应与气流方向相反。
4.防倒吸装置的创新(以用水吸收氨气为例)
防倒吸原理
(1)肚容式:(上图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ)
由于上部有一容积较大的空间,当水进入该部分时,烧杯(或试管)中液面显著下降而低于漏
斗口(或导管口),由于重力作用,液体又流回到烧杯(或试管)中。
(2)接收式(上图中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)
使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收,防止进入前端装置(如气体收集装置等)。它
与肚容式的主要区别是液体不再流回到原容器。
(3)隔离式(上图中的Ⅵ、Ⅶ)
导管末端与液体吸收剂呈隔离状态,导管内压强不会减小,能起到防倒吸作用。
5.化学实验安全的创新设计
(1)简易启普发生器(2)防堵塞安全装置
(3)防污染安全装置
①实验室制取Cl 时,尾气的处理可采用b装置。
2
②制取CO时,尾气处理可采用a、c装置。
③制取H 时,尾气处理可采用a、c装置。
2
1.已知HCl难溶于CCl ,则如下图所示装置中,不适宜用于HCl气体尾气吸收的是( )
4
答案 B
解析 A项,倒扣的漏斗的边缘紧靠液面,易吸收易溶性气体,能防止倒吸,正确;B项,
倒扣的漏斗插入液面以下,无法暂存倒吸的液体,不能起到防倒吸的作用,错误;C项,水
的密度比四氯化碳小且和四氯化碳不互溶,所以水浮在四氯化碳的上面,四氯化碳不能和氯
化氢反应,也不溶解氯化氢,该装置既能够吸收易溶性气体,又能够防止倒吸,正确;D项,
吸收装置中干燥管的导管口伸入液体中,但该装置采用肚容式,易吸收易溶性气体,且能防
止倒吸,正确。
2.用如图所示装置进行下列实验,能达到实验目的的是( )
A.瓶中盛有适量浓硫酸,从A口进气来干燥NH
3
B.从B口进气,用排空气法收集CO
2
C.瓶中装满水,从B口进气,用排水法收集NO
2
D.瓶中装满水,A口连接导管并伸入量筒中,从B口进气,用排水法测量生成H 的体积
2答案 D
解析 A项,不能用浓硫酸干燥NH ;B项,用向上排空气法收集CO 时,应从A口进气;
3 2
C项,NO 与HO反应,不能用排水法收集;D项,H 难溶于水,从B口导入H ,能将瓶
2 2 2 2
中水压入量筒中,进入量筒中水的体积即为H 的体积。
2
3.用如图装置(加热及夹持仪器已略去)进行的实验,下列不能达到相应实验目的的是( )
A.装置①中的a可用于吸收尾气中的Cl,b可用于吸收气体时防倒吸
2
B.装置②可实现制取CO 实验中的“即关即止,即开即用”的作用
2
C.利用装置③制取SO ,并验证其还原性
2
D.利用装置④验证KHCO 和KCO 的热稳定性,X中应放的物质是KCO
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答案 D
解析 ①中碱石灰可吸收Cl ,b常用于防倒吸;②关闭止水夹时,产生的CO 将盐酸压入
2 2
左侧,大理石与盐酸分离,反应停止,打开止水夹时,CO 气体排出,压强减小,盐酸又流
2
回右侧与大理石反应产生CO ;③中大试管中Cu与浓硫酸反应生成SO 气体,若小试管中
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酸性KMnO 溶液褪色,则证明SO 具有还原性,C项能达到实验目的;④中KHCO 受热不
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稳定,X中应放的物质是KHCO ,D项不能达到实验目的。
3
4.ClO 作为一种广谱型的消毒剂,将逐渐用来取代Cl 成为自来水的消毒剂。
2 2
已知ClO 是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,实验室制备 ClO 的原理是用亚氯酸钠
2 2
固体与氯气反应:2NaClO+Cl===2ClO +2NaCl。
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下图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO 的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。
2
其中F中盛有CCl 液体(用于除去ClO 中的未反应的Cl)。
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解答下列有关仪器名称、连接、装置作用等相关问题:(1)装置A中导管a的作用是____________。
(2)装置B可用于暂时储存多余的氯气,实验完毕后,关闭活塞K,B中观察到的现象是
__________________。
(3)装置C的作用是_____________________________________________________________,
C中所盛试剂是________________。
(4)D、F都是洗气瓶,其中D的作用是____________________________________________。
(5)G为ClO 收集装置,应选用的装置是________(填序号),其中与F装置导管相连的导管口
2
是________(填字母)。
(6)装置H的作用是________________。
答案 (1)平衡气压,便于液体顺利滴下
(2)集气瓶中液面下降,长颈漏斗b中液面上升,气体呈黄绿色
(3)除去Cl 中混有的HCl,平衡气压,防止气压过大 饱和食盐水
2
(4)干燥Cl
2
(5)② q
(6)防倒吸
5.(2020·枣庄一模)某化学兴趣小组在实验室里制备某些气体,并探究相关物质的性质,需
要的仪器如下图所示,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气。
①所选装置正确的连接顺序为________________________________________(填接口字母)。
②简述检验氨气的操作方法:____________________________________________________。
(2)氯气的制备及性质检验实验。
①制备装置C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D装置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与气体接触,若试纸变
蓝说明是氨气(其他合理答案均可)
(2)①MnO +4H++2Cl-=====Mn2++Cl↑+2HO
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②干燥 将FeCl 固体溶解在少量浓盐酸中,然后加蒸馏水稀释至所需浓度 ③调节两侧液
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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