资源简介

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仪器的组合和创新使用
【方法与技巧】
1．广口瓶的创新使用
装置图 解读
集气装置 收集密度比空气大的气体，由a口进气，属于向上排空气法，可收集的气体有O2、Cl2、CO2、SO2、NO2等
收集密度比空气小的气体，由b口进气，属于向下排空气法，可收集的气体有H2、NH3、CH4等
若广口瓶盛满水，此时气体由b口进入，属于排水集气法，可收集不溶于水且不与水反应的气体，可收集的气体有O2、H2、N2、NO等
洗气装置 用于除去气体中的杂质气体或用于干燥气体，操作要求是长管进气，短管出气
量气装置 广口瓶中盛液体，气体从短管进、长管出，将广口瓶中的水排到量筒中来测量气体的体积特别说明：量气装置读数三注意：①先恢复至室温；②调整量筒高度使广口瓶和量筒内液面相平；③视线要与量筒内液面最低点相切。
储气装置 瓶内注入一定量的液体，用于暂时储存反应中产生的气体，操作要求是短管进气，长管出气，如用饱和食盐水可以储存少量Cl2
安全瓶装置 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
监控气体流速装置 通入气体，根据液体中产生气泡的速率来监控气体流速
2．干燥管的创新使用
(1)干燥管的创新使用
装置图 解读
尾气吸收装置图a可用于一般尾气的吸收，如内盛碱石灰，可吸收HCl、Cl2、SO2等图b可用作防倒吸装置，如极易溶于水的HCl、NH3等
气体检验装置如干燥管内盛无水CuSO4时，可用于水蒸气的检验
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CO2、水蒸气对定量测定产生干扰
简易的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
过滤装置可用于水的净化等较简单的过滤
(2)位置不同，作用不同
①在整套实验装置的中间横放——干燥、吸收及检验装置
a．干燥管内装有干燥剂，可用于干燥气体
b．干燥管内盛有无水硫酸铜时，可用于水的检验
c．可用于定量测定气体的质量。
②在整套实验装置的最后横放——“左吸右挡”
既可以吸收多余的尾气，防止污染空气，又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中，简记为“左吸右挡”
3．启普发生器的创新设计
启普发生器适应范围及气密性检查 适用于不溶于水的块状固体与液体反应，不可用于制备NO2(反应太快且放热)、SO2(固体非块状)
检查启普发生器气密性的方法：液封法(关闭活塞，向球形漏斗中加入水，使球形漏斗的液面高于下部半球内的液面，静置片刻，液面不变)
常见仪器组装简易启普发生器
4．化学实验安全的创新设计
防倒吸装置
防堵塞安全装置
防污染安全装置
①实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置②制取CO时，尾气处理可采用a、c装置③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置
5．形式多变的量气装置
如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置，F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积
6．可作为冷凝或冷却的装置
【课时精练】
1．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NH3
B．从B口进气，用排空气法收集CO2
C．瓶中装满水，从B口进气，用排水法收集NO2
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H2的体积
2．球形干燥管是中学化学常用的一种玻璃仪器。下列有关球形干燥管的创新用途，错误的是(　　)
选项 A B C D
装置
用途 用于尾气处理，防倒吸 用于铜丝与Cl2反应，防污染 简易的天 然水净化过滤器 用Na2CO3固体与稀硫酸反应制备CO2气体，可随制随停
3．某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是(　　)
A．甲装置：可用来证明碳酸的酸性比硅酸强
B．乙装置：橡皮管的作用是能使盐酸顺利流下
C．丙装置：不能用来测定NH3的体积
D．丁装置：先从①口进气集满二氧化碳，再从②口进气，可收集氢气
4．已知HCl难溶于CCl4，则如下图所示装置中，不适宜用于HCl气体尾气吸收的是(　　)
5．下列用如图装置(加热及夹持仪器已略去)进行的实验，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Cl2，b可用于吸收气体时防倒吸
B．装置②可实现制取CO2实验中的“即关即止，即开即用”的作用
C．利用装置③制取SO2，并验证其还原性
D．利用装置④验证KHCO3和K2CO3的热稳定性，X中应放的物质是K2CO3
6．广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”，是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列装置能用作防倒吸安全瓶的是(　　)
7．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，Ⅱ装置中广口瓶通常应盛满相应的液体
B．使用Ⅰ装置量气前，右管中应充满相应的液体
C．Ⅰ装置收集完气体后，在读数前应使左、右两管内的液面相平
D．Ⅰ装置直接测量的是气体的体积，而Ⅱ装置直接测量的是所排出液体的体积
8．“洗气”装置有多种用途，下列混合物(括号内为杂质)能用如图装置达到“洗气”目的的是(　　)
A．乙烯(SO2) B．乙烷(乙烯) C．SO2(CO2) D．O2(N2)
9．干燥管在不同情况下常具有多种功能。下列两种不同图示就分别代表了干燥管的不同应用。请回答有关问题：
(1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置，下列组合中a和R均正确的是________
选项 A B C D
气体a NH3 SO2 C2H4 Cl2
固体R 碱石灰 浓硫酸 高锰酸钾 碱石灰
(2)甲装置还可以作为特殊情况下的气体发生装置。例如，在常温下可用此装置来制备空气中的某种单质气体，此时气体a为________，固体R为________
(3)若按图乙来安装，可用NaOH浓溶液吸收Cl2，制“84消毒液”，此时干燥管的作用是______________
10．实验室合成氨装置如图1所示，试回答：
(1)装置甲的作用：①________，②______________，③______________________
(2)已知氨气在水中的溶解度大约为1∶700，若用图2中的装置吸收氨气，制成氨水，从实验安全的角度考虑应选用的装置是________(填字母)
11．某化学小组的同学到实验室学习。在实验桌上摆有下列仪器：
(1)甲同学想用d进行实验，请你说出该仪器(已经洗涤干净)使用时的第一步操作：________________________
________________________________________________________________________
(2)关于e的用途，乙同学说可组成防倒吸装置。你还能说出其他两种用途吗？
①_________________________________________________________________
②_________________________________________________________________
(3)丙同学想用下图装置用大理石和稀盐酸反应制取CO2。教师指出，这需要太多的稀盐酸，造成浪费。该同学选用了上面的一种仪器，加在装置中，解决了这个问题。请你把该仪器画在图中合适的位置
12．实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为___________
13．Cl2O是很好的氯化剂，实验室用如图1所示装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。已知：
①HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O
②常压下，Cl2沸点－34.0 ℃，熔点－101.0 ℃；Cl2O沸点2.0 ℃，熔点－120.6 ℃
③Cl2O＋H2O2HClO。将图中装置组装完整，虚框D中应选用图2中的____
14．为测定CuSO4溶液的浓度，某同学设计了如下方案。回答下列问题：
实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2
实验步骤：①按如图安装装置（夹持仪器略去）
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中并搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录
⑦处理数据
(1)步骤②为______________
(2)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是____(填序号)
a．反应热受温度影响
b．气体密度受温度影响
c．反应速率受温度影响
(3)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4)＝________mol·L－1(列出计算表达式)
(4)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
(5)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：________(填“是”或“否”)
15．ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应：2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl。如图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。其中F中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中未反应的Cl2)
回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中所盛试剂是________________，装置C的作用是__________________________________________
(4)D、F都是洗气瓶，其中D的作用是____________
(5)G为ClO2收集装置，应选用的装置是______(填序号)，其中与装置F导管相连的导管口是______(填字母)
(6)装置H的作用是__________________
【仪器的组合和创新使用】答案
1．D。解析：A项，不能用浓硫酸干燥NH3，错误；B项，用向上排空气法收集CO2时，应从A口进气，不正确；C项，NO2与H2O反应，不能用排水法收集，错误；D项，H2难溶于水，从B口进入H2，能将瓶中水压入量筒中，进入量筒中水的体积即为H2的体积，正确。
2．D。解析：A.球形结构可用于尾气处理，防倒吸，A正确；B.图中装置可用于铜丝与Cl2反应，多余的氯气与NaOH反应，防污染，球形结构可防倒吸，B正确；C.球形干燥管中的各种物质能对天然水进行逐级净化，可用作简易的天然水净化过滤器，C正确；D.Na2CO3 为粉末状固体，易溶于水，与稀硫酸接触后，关闭止水夹不能使固液分离，则制备CO2气体时不能随制随停，D错误。
3．C。解析：植物油能隔离氨气与水的接触，可以将水排出，可以测定氨气的体积，C错误；导管长进短出可收集密度比空气密度大的气体，短导管进气可收集密度比空气小的气体，则从①口进气集满二氧化碳，再从②口进气，可收集氢气，D正确。
4．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。
5．D。解析：①中碱石灰可吸收Cl2，b常用于防倒吸，A项能达到实验目的；②关闭止水夹时，产生的CO2将盐酸压入左侧，大理石与盐酸分离，反应停止，打开止水夹时，CO2气体排出，压强减小，盐酸又流回右侧与大理石反应产生CO2，B项能达到实验目的；③中大试管中Cu与浓硫酸反应生成SO2气体，若小试管中酸性KMnO4溶液褪色，则证明SO2具有还原性，C项能达到实验目的；④中KHCO3受热不稳定，X中应放的物质是KHCO3，D项不能达到实验目的。
6．B。解析：A项，该装置是排液量气装置，错误；B项，该装置可作为防倒吸安全瓶，因为进气管较短，若发生倒吸，倒吸液会被盛装在广口瓶中，正确；C项，该装置是混气装置，进入瓶中的两气体在瓶中充分混合，错误；D项，该装置是洗气装置，错误。
7．B
8．B二氧化硫、乙烯均会和溴水反应，不能洗气，A错误；乙烯可与溴发生加成反应，而乙烷不反应，可用洗气的方法分离，B正确；氧化硫会和溴水反应而被吸收，不能洗气，C错误；氧气、氮气都不会和溴水反应，不能洗气，D错误。
9．(1)A　
(2)CO2　Na2O2　
(3)防止倒吸
解析：(1)碱石灰可干燥氨气，A正确；浓硫酸是液体干燥剂，不能装进干燥管，B错误；高锰酸钾可与乙烯反应，不能实现干燥，C错误；碱石灰可与氯气反应，D错误。(2)空气中的氧气可由过氧化钠和二氧化碳反应制得。(3)干燥管可利用重力作用，组成防倒吸装置。
10．(1)干燥气体　使两种气体充分混合　观察气泡以调节氢气、氮气气流的速度及两者的比例
(2)AD
11．(1)检查酸式滴定管是否漏水
(2)①往细口容器中加液体　②组成过滤装置
(3)如图所示(只需画对试管的位置即可)
解析：(1)仪器d为酸式滴定管，使用时应先检查是否漏水。(2)仪器e是普通漏斗，其用途有往细口容器中加液体以及制过滤器等。(3)为了节约药品，结合给出的仪器，只有试管可作反应器，故在漏斗颈下端接试管来代替广口瓶作反应器。
12．cdbae
解析：浓盐酸易挥发，因此制得的氯气中可能含有HCl和水蒸气，先通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气，氯气的密度比空气大，选择向上排空气法收集，洗气时气体从长管进，短管出，故所需装置的接口连接顺序为cdbae。
13．a
解析：实验中使用了有毒气体Cl2，结合已知信息③知，装置D的作用是吸收尾气，避免Cl2O与H2O反应，故需在装置C与尾气处理装置间安装盛有无水CaCl2的干燥管，a符合题意。
14．(1)检查装置气密性　
(2)b
(3)eq \f(－,25×10 3)
(4)偏高
(5)否
解析：(1)由于实验涉及气体，故装置连接好后应检查装置的气密性。(2)由于气体密度受温度影响，故要想准确测量氢气的体积，必须保证反应前后体系温度相等，故答案为b。(3)消耗的锌的物质的量为 mol，生成的n(H2)＝ mol，因此与CuSO4反应的Zn的物质的量为(－) mol，故c(CuSO4)＝eq \f(－,25×10 3) mol·L－1。(4)当E管液面高于D管时，说明C、D中气体压强大于大气压，这样测量出的气体体积偏小，由c(CuSO4)的计算表达式知测量出的c(CuSO4)偏高。(5)由于MgSO4不能与锌反应，故不能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度。
15．(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，瓶中气体呈黄绿色
(3)饱和食盐水　除去Cl2中混有的HCl，平衡气压，防止气压过大
(4)干燥Cl2
(5)②　q　
(6)防倒吸
解析：装置A用于制备氯气，导管a可以平衡气压，使液体顺利流下。因为浓盐酸具有挥发性，且加热时水变为水蒸气，所以装置A中生成的氯气中含有HCl气体和水蒸气，装置C中盛有饱和食盐水，以除去氯气中的HCl，装置C中的长颈漏斗还可以平衡气压，防止气压过大；装置D中盛有浓硫酸，可干燥氯气。装置E用于制备ClO2；装置F中盛有CCl4液体，用于除去ClO2中未反应完的Cl2；装置G用于收集气体，可选用碱液进行尾气处理，所以装置H可做安全瓶，防止倒吸。ClO2是易溶于水的气体，应选用装置②收集，收集气体应长导管进、短导管出，所以与装置F相连的导管口是q。
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