2024年高考化学一轮复习　第10讲　仪器的组合与创新使用 学案（含答案）

这是一份2024年高考化学一轮复习　第10讲　仪器的组合与创新使用 学案（含答案），共14页。
考点一 一器多用与多器一用
1．用途多变的广口瓶
回答下列问题：
(1)收集气体：可选用装置________(填装置字母，下同)，若用排空气法收集CO2，则应从____口进气；若收集氢气，则应从______口进气；若瓶中装满饱和食盐水，从______口进气，可收集Cl2。
(2)洗气除杂或干燥：可选装置________，比如除去Cl2中的少量HCl，则广口瓶中盛放______________，应从________口进气。
(3)装置E可用于贮存少量气体，若E中收集了少量H2，排出H2的方法是_______________
_______________________________________________________________________________。
(4)图中可用于测量气体体积的是________，用作安全瓶的是________或A，若用A作安全瓶，则应从________口进气；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________。
(5)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。
2．多用途的球形干燥管
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
①干燥管内装有固体干燥剂，可用于干燥气体。无机实验中常用的固体干燥剂有_________
________________________________________________________________________。
②干燥管内盛有____________(填写试剂名称)时，可用于水蒸气的检验。
③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。
3．实验仪器的“多器一用”
(1)可以测量气体体积的装置
(2)可用于冷凝或冷却的装置
(3)可用于气体干燥或除杂的装置
1．(2023·扬州模拟)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．过氧化钙(CaO2)是一种白色的固体，微溶于水，且不溶于乙醇、乙醚和碱性溶液，溶于酸。利用反应Ca2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋2NHeq \\al(＋,4)制备过氧化钙，装置如图所示。
按要求回答问题：
(1)W的作用是______________，写出反应的化学方程式：____________________。
(2)仪器X的名称为________，其作用是___________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)温水浴可以加快反应速率，但在实验中为什么采取冰水浴？________________________。
考点二 实验中常见仪器或装置的创新设计
1．干燥管的创新使用
A．该装置中的干燥管可用于________，原理类似于倒置在水中的________。
B．简易的________装置，如净化天然水。
C．简易的启普发生器，其优点为__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
2．多种仪器的创新使用
(1)控制反应发生和停止的装置
①已知有以下几种气体发生原理
a．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
b．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
c．2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
d．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
可利用甲、乙装置来制备的气体发生原理有____(填字母)。
以甲为例叙述此类装置控制反应发生和停止的原理：________________________________。
②对于丙装置，若想反应发生，可采取的操作是______________________，若想停止反应，可采取的操作是_________________________________________________________________。
(2)平衡气压装置
橡胶管a的作用是______________________，在定量测量气体体积时还可以__________，支管b也具备平衡气压的作用。
(3)防倒吸装置
①简述装置乙防倒吸的原理：_____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②能否用苯代替CCl4：____(填“能”或“否”)。
(4)防堵塞安全装置
(5)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。
1．草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100 ℃开始失水，101.5 ℃熔化，150 ℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)( )
2．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( )
3．用分液漏斗和烧杯可以组装成一套简易的、能随开随用、随关随停的气体发生装置，如图所示。能用此装置制备的气体有______(填字母)。
a．用锌粒与稀硫酸反应制取H2
b．用过氧化钠与水反应制取O2
c．用二氧化锰与浓盐酸反应制取Cl2
d．用铜片与浓硝酸反应制取NO2
4．下图给出了干燥管的不同应用，请回答下列问题：
(1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置，下列组合中气体a和固体R均正确的是________(填字母)。
(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)若按图乙来组装，可用NaOH浓溶液吸收Cl2，制“84”消毒液，此时干燥管的作用是________________________________________________________________________。
考点三 气体体积的测定
气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。
测量气体体积的常用方法：
(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。
A装置测量前可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。
C装置则是直接将一种反应物置于倒置的漏斗中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接测量。
D装置用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
解答该量气装置读数时的答题模板：
①将××××恢复至室温。
②调节×××与×××两端液面相平。
③视线与×××在同一水平线上。
E装置直接测量固液反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积的测量)。
(2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
1．(2023·南京模拟)用镁带和稀硫酸反应产生氢气来测定氢气的气体摩尔体积，所用的步骤有①冷却至室温；②调节使水准管和量气管液面持平；③读数。正确的顺序是( )
A．①②③ B．①③② C．③①② D．③②①
2．欲测定金属镁的相对原子质量，请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次，假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。
回答下列问题(气流从左到右)：
(1)各种仪器连接的先后顺序是______接______、________接______、______接______、________接________(用小写字母表示)。
(2)连接好仪器后，要进行的操作有以下几步，其先后顺序是______________________(填序号)。
①待仪器B中的温度恢复至室温时，测得量筒C中水的体积为Va mL；
②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为m g，并将其投入试管B中的多孔塑料板上；
③检查装置的气密性；
④旋开装置A上分液漏斗的活塞，使其中的水顺利流下，当镁完全溶解时再关闭这个活塞，这时A中共放入水 Vb mL。
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量，其数学表达式为________________________
________________________________________________________________________。
(4)若试管B的温度未冷却至室温，就读出量筒C中水的体积，这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答题规范(2) 装置的气密性检查
装置的气密性检查必须在放入药品之前进行。
(1)气密性检查的基本思路
使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。
(2)气密性检查的答题规范
简答题应注意答题规范，对装置的气密性检查可按如下文字进行答题：
①装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论。
②微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱。
③液差(封)法的关键词是封闭、液差。
④答题时易忽略的关键性的文字叙述：
a．将导管末端浸入水中；
b．关闭或者开启某些气体通道的活塞或弹簧夹；
c．加水至“将长颈漏斗下口浸没”。
1．观察下面a～f六种装置，补充完整检查气密性的操作和现象：
(1)微热法：如图a。用手捂热或用酒精灯微热试管，导管口____________，松开手或停止加热后导管内________________，证明装置不漏气。
(2)液差法：如图b、c。连接好仪器，b中夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中注入适量水，使b中长颈漏斗中的液面________锥形瓶中的液面，静置，若______________，证明装置不漏气。c中从乙管加入适量水，使乙管液面__________甲管液面，静置，若液面______________，证明装置不漏气。
(3)滴液法：如图d。向分液漏斗中注入适量水，关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，水在下端形成一段水柱，如果____________________________________________________________，
则证明装置气密性良好。
(4)抽气(吹气)法：如图e、f。e中关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞____________________，证明装置的气密性良好。f中打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面________，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面________，则证明装置的气密性良好(液差法的拓展)。
2．为了检查如图所示某有机合成装置的气密性，甲、乙两位同学进行以下操作和方案设计。
(1)甲同学认为，用微热法便可检查装置气密性是否良好。经检验方案可行，则甲同学检查装置气密性的操作方法、现象和结论是______________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(2)乙同学认为只需关闭a处止水夹，打开b的玻璃活塞，观察液体能否顺利滴下便可检查其气密性是否良好，该同学的方案可行吗？________(填“可行”或“不可行”)，并解释原因：______________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
1．(2022·湖北，6)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是( )
2．(2020·江苏，5)实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )
3．(2021·河北，3)下列操作规范且能达到实验目的的是( )
第10讲 仪器的组合与创新使用
考点一
归纳整合
1．(1)A b a a
(2)F 饱和食盐水 a
(3)打开止水夹，向长颈漏斗中注入适量蒸馏水
(4)C D a B (5)a
2．(1)①碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷 ②无水硫酸铜
3．(2)冷凝、导气 冷凝回流
专项突破
1．D [A项，NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥NH3；B项，用向上排空气法收集CO2时，应从A口进气；C项，NO2与H2O反应，不能用排水法收集；D项，H2难溶于水，从B口通入H2，能将瓶中的水压入量筒中，进入量筒中水的体积即为H2的体积。]
2．(1)制备NH3 Ca(OH)2＋2NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)分液漏斗 导气，并防止发生倒吸现象 (3)采取冰水浴的目的是为了防止H2O2分解
考点二
归纳整合
1．防倒吸 漏斗 过滤 可控制反应的发生和停止
2．(1)ad 当需要反应发生时，打开止水夹，向长颈漏斗内注入液体试剂而与多孔隔板上块状固体药品接触，反应开始；当需要停止反应时，关闭止水夹，液体在气压作用下被压回到长颈漏斗内，固液分离，反应停止 将Cu丝插入浓硝酸中 将Cu丝上提，使之与浓硝酸分离 (2)平衡气压，便于液体顺利流下 减小实验误差 (3)①HCl不溶于CCl4，会从CCl4层中逸出被水层吸收，导管口附近气压不会减小，不会引起倒吸 ②否
专项突破
1．D 2.B 3.a
4．(1)A (2)CO2 Na2O2 (3)防止倒吸
考点三
专项突破
1．A
2．(1)a h g b c f e d
(2)③②④① (3)eq \f(22.4×1 000m,Va－Vb) (4)偏小
解析 (1)根据实验目的及各装置的特点分析可知：利用装置A中的水压将E中稀盐酸压至B中，产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积，所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(3)由题意知：
Mg ～ H2
M 22.4 L
M (Va－Vb)×10－3 L
所以M＝eq \f(22.4×1 000m,Va－Vb)。
(4)由于试管B未冷却至室温，会导致Va变大，所以使Mg的相对原子质量偏小。
答题规范(2)
规范精练
1．(1)产生气泡 形成一段水柱
(2)高于 液面位置保持不变 高于 位置保持不变
(3)一段时间后，水柱的水位不会下降
(4)能回到原来的位置 上升 保持稳定
2．(1)将e导管下端管口浸入盛水的烧杯中，关闭b的活塞，打开a处止水夹，微热d，若e导管口有气泡冒出，冷却至室温后，又有一段水柱上升，证明气密性良好 (2)不可行 无论气密性是否良好，b中的液体均能顺利滴下
真题演练 明确考向
1．C 2.D
3．A [氢氧化钠溶液需装于碱式滴定管中，氢氧化钠溶液与醋酸恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性，因此滴定过程中选择酚酞作指示剂，当溶液由无色变为淡红色且半分钟内不变色时，达到滴定终点，故选A；测定中和反应反应热实验中温度计用于测定溶液温度，不能与烧杯底部接触，并且大、小烧杯之间用纸条填满，并使大、小烧杯杯口相平，防止热量散失，故不选B；容量瓶为定容仪器，不能用于稀释操作，故不选C；分液过程中分液漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁，防止液体流下时飞溅，故不选D。]
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