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化学实验装置的连接主要考查气体的发生装置、收集装置、干燥装置、洗气装置、尾气处理装置的选用和导管连接顺序。
1、连接顺序：气体发生装置→除杂、干燥→主体实验→尾气的处理装置。
2、洗气装置、浓硫酸干燥装置一般是长管进，短管出；
一般原则：气体发生装置―→除杂、干燥―→主体实验―→尾气的处理等程序。
(1)接口的连接
总体上遵循装置的排列顺序，但对于吸收装置应“长”进“短”出；量气装置应“短”进“长”出；洗气装置应“长”进“短”出；干燥管应“大”进“小”出。
(2)干燥与除杂顺序
①若采用溶液除杂，则先净化后干燥；②若采用加热除杂，则干燥在前；③若用固体吸收剂常温除杂，则根据题意而定。
(3)加热操作
主体实验加热前一般应先通原料气排尽空气后再点燃酒精灯，其目的一是防爆炸；二是保证产品纯度。熄灭酒精灯时，一般是“先取后灭”的原则
例1、食用碱的主要成分是Na2CO3(常含有少量的NaCl)。课外小组为测定市售食用碱中Na2CO3的含量，设计了如图实验装置。
设计思路：用空气将装置B中生成的二氧化碳缓缓吹入装置D中，利用装置D的质量变化测定食用碱中Na2CO3的含量。请结合实验装置和设计思路，回答下面问题：
(1)装置D中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A的作用是
(3)缓缓通入空气的目的是 。
(4)若撤除装置A，直接通入空气会导致实验结果_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”，下同)；若撤除装置C，对实验结果的影响是________。
例2、某兴趣小组的同学到实验室进行气体性质实验。
（1）第一小组同学为检验某CO2气体中是否混有CO和H2， 设计了如下的实验装置：
请回答：①A装置中发生反应的化学方程式是________。
②实验过程中观察到C装置变蓝色，小冯同学由此判断气体中一定混有H2，小汪同学认为不对，理由是________。
（2）第二小组的同学探究某混合气体的成分。已知该混合气体中可能含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的一种或几种。小组成员没装A装置，直接把混合气体通入灼热的盛有足量氧化铜的试管（已排尽空气），充分反应后，发现管内物质质量减少1.8g，将反应完全后的气体全部通入过量的澄清石灰水，充分反应后，得到10g白色沉淀，则混合气体的成分至少有________种，肯定有的气体是________。
例3、某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种，某学习小组的同学为了研究气体的组成，设计了如图装置进行实验（夹持装置已省略）．实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体由白色变蓝色，F装置中有水流入烧杯。
在反应前后对C、D装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如下表：
反应前后 反应前 反应后
C装置中试管与固体的总质量(克) a c
D装置中U形管与固体的总质量(克) b d
请分析回答下列问题：
（1）请写出A装置中反应的化学方程式________。
（2）一定能证明混合气体中有氢气存在的实验现象是________。
（3）F装置的作用：①“抽气”；②________。
（4）证明原混合气体中有CO存在的定量关系是________（用字母a、b、c、d表示．）
1.某混合气体可能含有CO、CO2、CH4和HCl中的一种或几种，为了确定其成分，将混合气体按如图所示装置进行实验（假设各步均充分反应或吸收），结果装置A中的石灰水不变浑浊，但混合气体的体积明显减小；装置D增重1.8g；装置E增重2.4g，下列分析正确的是（ ）
A.装置A中石灰水不变混浊，所以气体中一定不含二氧化碳
B.装置C对实验结果不产生影响，所以可以去掉装置C以简化实验方案
C.后续装置的目的是阻止空气中的二氧化碳进入装置E中，干扰CO的检验
D.该混合气体成分可能是CH4 和CO
2.某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分（不考虑气态有机物）按如图所示的装置进行检验。
【实验研究】
拉动注射器，让废气依次通过装置。
【实验分析】
（1）能证明废气中有水蒸气存在的现象是________；
（2）F处的大号注射器，可以引导气体流向，其另一个主要作用是________；
（3）【反思评价】小金认为，仅根据E中澄清石灰水变浑浊，无法确定一氧化碳的存在，其理由是________；
（4）小金根据D中的粉末由黑色变为红色，得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不够严密，若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严密，还应添加的一个实验装置及位置是________。
【实验结果】经检验，废气中存在CO2、CO、H2O。
3.获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后，学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品进行成分探究。兴趣小组经资料查询，通常瓦斯气体中可能含有CO、CO2、CH4等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种， 兴趣小组的同学将安全处理后的混合气体，按下图装置进行了实验：(已知：CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O)
（1）装置B的作用是________；
（2）装置C中黑色的CuO变红，同学甲认为，只从装置C的现象判断，不能说明该气体中一定含有CH4 ， 因为还可能发生的化学反应是(写出化学方程式) ________；
（3）装置D中浓硫酸因吸收水分而增重，同学乙认为，以上实验装置需要在 ________(填字母序号)间再增加一个装置D，重新进行实验，才能证明含有CH4；
（4）小组通过改进后的装置再次进行了实验探究，装置A和E中澄清石灰变浑浊，装置B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成红色，装置D的质量增加了，根据观察装置A、B、C、D、E的现象，________(填“能“或“不能"确定该气体样品中含有的物质。
1.用含有二氧化碳和水蒸气杂质的某种还原性气体测定一种铁的氧化物（FexOy）的组成，实验装置如图所示：
（1）过程中丁装置中没有明显的变化，而戊装置中出现了白色沉淀，则该还原性气体是________.
（2）乙装置的作用是 ________ 。
（3）上述实验中，如果没有甲装置，将使测定结果中铁元素与氧元素的质量比________。（填“偏大”“偏小”或“无影响”）
2.某CuO粉末中混有少量Cu2O，现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的质量。已知在加热条件下，氢气还原氧化亚铜生成铜和水，一氧化碳还原氧化亚铜生成铜和二氧化碳。请根据图示内容回答下列问题：
（1）X 是常见还原性气体 CO、H2 中的一种，请根据该组合装置判断 X 的化学式为 ________。
（2）若缺少 B 装置，将直接导致反应后 D 装置内的物质的质量 ________（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。
（3）E 装置的作用是________。
（4）已知反应前 CuO 和Cu2O 的总质量为 m1g，完全反应后 D 中 U 型管内物质的质量增加了 m2g(损失忽略不计)，则原混合物中 Cu2O 的质量为________g。
3.半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是 H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某科学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分，设计的实验方案如图所示。
查阅资料可知碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。回答下列问题：
（1）A瓶中产生白色沉淀，其反应的化学方程式是________。
（2）D装置中“冰水”的作用是________。
（3）实验结果证明有H2、CO、CO2存在，根据实验装置回答，证明CO存在，只需观察到的现象是________。
（4）为了测定半水煤气中 H2、CO 质量的实验方案如下：
若步骤Ⅳ中浓硫酸质量增加a 克，步骤Ⅴ的KOH溶液质量增加b 克，则半水煤气中H2与CO的质量比为________（用含字母a、b的代数式表示）。
答案及解析
例1、①Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
②吸收空气中的二氧化碳,吸收空气中的水蒸气、二氧化碳,防止进入装置D中;
③使氢氧化钡和二氧化碳完全反应;
④偏大,偏大.
【解析】①氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡沉淀和水,化学方程式为:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
②氢氧化钠会与二氧化碳反应,碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,所以装置A的作用是吸收空气中的二氧化碳,装置E的作用是吸收空气中的水蒸气、二氧化碳,防止进入装置D中;
③空气通入过快,不能使氢氧化钡和二氧化碳完全反应;
④空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应,如果撤掉A ,会使空气中的二氧化碳未除导致实验结果偏大.空气中的二氧化碳会与氢氧化钡反应，装置B中产生导出的气体中含有水,如果不除去气体中的水，会使D中测定的二氧化碳的质量增大.
例2、（1）CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O；混合气体中含有水蒸气 （2）2；一氧化碳和氢气
【解析】（1）①氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；②还要考虑到原气体中经过氢氧化钠溶液，也会带出水蒸气。
（2）先通过白色沉淀推测出一氧化碳气体的存在，在结合氧元素减少的质量判断出是否应该含有氢气。
【解答】（1）①氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故方程式为：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O。
②氢气还原氧化铜产生铜和水，但原气体中经过氢氧化钠溶液，也会带出水蒸气，而这部分水蒸气并没有先被除去，会对产生的水产生干扰，所以即使C装置变蓝色也不能说明气体中一定混有H2。
（2）由质量守恒定律可知，将反应后的气体全部通入过量的澄清石灰水中，充分反应后得到10g白色沉淀，说明通过过量灼热的CuO的试管后二氧化碳的质量为4.4g，所以气体X一定有一氧化碳，可通过二氧化碳的质量计算出此试管内物质减少的氧元素质量应该是1.6g，而试管内实际减少的质量是1.8g，说明还有氢气还原氧化铜使得氧元素的质量减少，因此气体一定含有一氧化碳和氢气两种气体。
例3、（1）CO2＋ Ba（OH）2=BaCO3↓+ H2O
（2）D中固体由白色变成蓝色
（3）收集气体
（4）
【解析】（1）根据二氧化碳与氢氧化钡反应产生碳酸钡沉淀和水反应；
（2）根据氢气与氧化铜反应可生成水， 无水硫酸铜遇水变成蓝色分析；
（3）根据装置的特点分析；
（4）根据氧化铜装置内质量为元素质量分析。
【解答】 （1）A装置中溶液变浑浊，说明气体中含有二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钡反应产生碳酸钡沉淀，反应方程式为 CO2＋ Ba（OH）2=BaCO3↓+ H2O ；
（2）氢气与氧化铜反应可生成水， 无水硫酸铜遇水变成蓝色，D中固体由白色变成蓝色可证明混合气体中有氢气存在；
（3）F装置可收集气体；
（4）D装置增重质量即为氢气与氧化铜反应生成水的质量，水中氧元素即为与氢气反应的氧化铜中氧元素质量，而C中减少质量为参加反应的氧化铜中氧元素质量，若参加反应的氧化铜中氧元素质量大于与水中氧元素质量，则证明混合气体中含CO，即（a-c）>；
1.C
【解析】A.如果混合气体中含有HCl，那么其中的二氧化碳就能使装置A中澄清的石灰水不变浑浊，故A错误；
B.C装置中的浓硫酸对从B装置中出来气体进行干燥，防止干扰其他气体的检测，故B错误；
C.后续装置的目的是阻止空气中的二氧化碳进入装置E中，干扰CO的检验，故C正确；
D.装置D增重1.8g，是生成水的质量；装置E增2.4g，生成二氧化碳的质量为2.4g。
设生成1.8g水，同时生成二氧化碳质量为x
CH4+2O2 CO2+2H2O
44 36
x 1.8g
解得：x=2.2g＜2.4g；
因此多余的二氧化碳肯定是一氧化碳燃烧生成的，
则该混合气体一定含有CO和CH4，故D错误。
2.（1）A中的固体由白色变蓝色
（2）收集尾气（或储气）
（3）CO2不一定来自CO和CuO的反应，可能是原来的CO2在B装置没有除尽
（4）在DE之间连接盛有无水硫酸铜的U型管（或在DE之间连接A装置）
【解析】元素分析是研究有机化合物中元素组成的化学分析方法。分为定性、定量两种。前者用于鉴定有机化合物中含有哪些元素； 后者用于测定有机化合物中这些元素的百分含量。例如，被测物质在特殊仪器中燃烧后，可定量地测定成二氧化碳形态的碳、成水形态的氢、成单体形态或氮氧化物形态的氮和成 二氧化硫形态的硫等。
【解答】（1）混合气体水蒸气的检测是通过无水硫酸铜来检测的，如果有水存在时，无水硫酸铜则会由白色变成蓝色；
（2）垃圾种含有C、H、O元素，则燃烧后的产物可能是二氧化碳、一氧化碳、水；而一氧化碳是有毒气体，所以实验在种一定要有尾气处理装置，而F处的大注射器处在实验装置的末尾，则其除了引导气体流向外，就是暂时储存尾气；
（3）垃圾种含有C、H、O元素，则燃烧后的产物可能是二氧化碳、一氧化碳、水；如果废气中含有二氧化碳和一氧化碳，则B会变浑浊，但没有吸收二氧化碳的装置，所以即使废气中没有一氧化碳，E中澄清石灰水也会变浑浊；
（4）氢气与氧化铜反应，除了生成的红色的铜外，还会生成水，因此在D装置后加一个检验水的无水硫酸铜即可，如果无水硫酸铜变蓝色，则说明原混合气体中有氢气；
3.（1）完全吸收二氧化碳
（2）CO+CuO Cu+CO2
（3）B、C
（4）不能
【解析】根据一氧化碳和甲烷都能使氧化铜还原成铜，甲烷与氧化铜反应有水和二氧化碳生成，而一氧化碳还原氧化铜不生成水，生成二氧化碳，由反应中各装置的现象判断分析。
（1）B中氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳气体；
（2）混合气体中含有一氧化碳，一氧化碳和甲烷都能使氧化铜还原成铜，所以只从装置C的现象判断，不能说明该气体中一定含有CH4；
（3）甲烷还原氧化铜有水生成，而一氧化碳还原氧化铜没有水生成，所以在B、C间增加除水装置，然后通过D中浓硫酸增重，才可以排除气体中的水的干扰，证明是生成了水；
（4）根据观察装置A、B、C、D、E的现象，不能证明气体中是否含CO，所以不能证明气体中样品的组成。
1.（1）CO（2）吸水，排除对氢气检验造成干扰（3）偏小
【解析】根据还原性气体与铁的氧化物反应生成物的验证来判断还原性气体的种类，再利用生成物的质量计算元素的质量，依据元素守恒计算出铁的氧化物中铁和氧元素质量，在解答时要注意还原性气体中杂质是否对结果产生干扰。
（1）丁装置中没有明显变化，则说明没有水生成， 戊装置中出现了白色沉淀， 说有有二氧化碳生成，则还原性气体为一氧化碳；
（2）因要检验还原后的产物是否有水，所以要用乙装置除去原气体中的水，排除对氢气检验造成干扰 ；
（3）如果没有甲装置，由含有的二氧化碳会进入戊中，将使测定结果中氧元素质量偏多，则铁元素与氧元素的质量比偏小。
2.（1）H2
（2）偏大
（3）吸收空气中的水蒸气（或防止空气中的水蒸气进入 D 装置）
（4）（2.25m 1 -10m 2 ） g
【解析】（1）根据各装置的作用分析；
（2）根据氢气中含有水蒸气会使测得生成水的质量偏大分析；
（3）根据空气中水蒸气对实验的干扰分析；
（4）根据方程式中各物质质量关系分析。
【解答】（1）由装置组合可知，该反应是验证还原后产生水，则X为氢气；
（2）气体通过氢氧化钠溶液会有水蒸气，若缺少B装置，则会使氢气中含有水蒸气，D中增重质量偏大，；
（3）空气中含有水蒸气会干扰实验，E装置作用是吸收空气中的水蒸气（或防止空气中的水蒸气进入 D 装置） ；
（4）设氧化亚铜质量为x，氢气与氧化亚铜反应生成水的质量为y
则H2＋CuO＝Cu＋H2O H2＋Cu2O＝2Cu＋H2O
80 18 144 18
m1 －x m2 -y x y
解得x= （2.25m 1 -10m 2 ） g
3.（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（2）验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成
（3）E中的澄清石灰水变浑浊
（4）
【解析】（1）根据二氧化碳与氢氧化钙的反应生成碳酸钙和水分析；
（2）根据冰水可降温的作用分析；
（3）根据氢气与氧化铜反应生成铜和水，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳分析；
（4）根据质量守恒定律通过生成水和二氧化碳的质量计算氢气和一氧化碳质量分析。
【解答】（1）A中为二氧化碳与氢氧化钙的反应，方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ；
（2） D装置中“冰水”是降温，验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成；
（3）因氢气和一氧化碳都能使氧化铜还原成铜，但氢气与氧化铜反应生成铜和水，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以要验证CO只需观察E中的澄清石灰水变浑浊即可；
（4） 浓硫酸质量增加a 克，即生成水a克，水中氢元素即为氢气质量， KOH溶液质量增加b 克， 即生成二氧化碳质量为b克，二氧化碳中碳元素即为一氧化碳中碳元素质量，故氢气和一氧化碳质量比为）:()= .
浙教版科学九年级“期末冲刺”专题复习讲义（九）
化学实验装置的作用和连接

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