2023版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第一章從實驗學(xué)化學(xué)專題講座各類儀器在實驗中的創(chuàng)新應(yīng)用

PAGEPAGE2專題講座各類儀器在實驗中的創(chuàng)新應(yīng)用高考試題中常出現(xiàn)儀器的創(chuàng)新應(yīng)用，一般表達(dá)在三個方面：①一個裝置的多種用途；②同一用途的多種裝置；③一種儀器的多種用法。一、變換思維角度——廣口瓶的“一材多用〞要注意在廣口瓶的不同用途中，導(dǎo)氣管的長短不同。1．A裝置可作集氣瓶和洗氣瓶。例如，利用A裝置收集或枯燥以下三種氣體：①Cl2②NH3③NOⅠ.假設(shè)集氣瓶是枯燥的，那么由b口進(jìn)氣可收集的氣體有②。Ⅱ.假設(shè)集氣瓶是枯燥的，那么由a口進(jìn)氣可收集的氣體有①。Ⅲ.假設(shè)集氣瓶充滿水，可收集的氣體有③，此時氣體由b口進(jìn)入。Ⅳ.假設(shè)集氣瓶內(nèi)裝入濃硫酸進(jìn)行氣體枯燥，可用此裝置枯燥的氣體是①③，這時氣體由a口進(jìn)入。2．A裝置用于監(jiān)控氣體流速。例如：給病人輸氧氣時，可在廣口瓶中參加少量水，從a端通入氧氣，b端接入呼吸罩，那么可從廣口瓶中產(chǎn)生氣泡的速率來監(jiān)控所通氧氣的速率(如下列圖)。3．B裝置用于測量氣體的體積。長導(dǎo)管與另一彎管連接伸入量筒底部，廣口瓶中盛滿水，氣體“短進(jìn)長出〞，將廣口瓶中的水排到量筒中來測量難溶于水的氣體的體積。4．平安防倒吸裝置。(1)C裝置中長導(dǎo)管與另一導(dǎo)管連接伸入溶液中，氣體“短進(jìn)長出〞。(2)D裝置中，兩短導(dǎo)管間加一長直玻璃管，氣體從兩短導(dǎo)管其中一個進(jìn)，另一個出。二、球形枯燥管——“多變的角色〞A裝置可作枯燥、吸收及檢驗裝置。(1)枯燥管內(nèi)盛無水硫酸銅時，可用于水的檢驗。(2)可用于有毒氣體的尾氣吸收，如內(nèi)盛堿石灰時可吸收HCl、Cl2、SO2等。(3)可用于定量測定氣體的質(zhì)量。定量測定時，有時需要考慮空氣中的成分對測定的影響，所以吸收氣體的裝置后還要另接一個枯燥管，目的是防止空氣中的水或二氧化碳等對定量測定產(chǎn)生干擾。B裝置為尾氣吸收裝置，原理類似于倒置在水中的漏斗。C裝置為簡易啟普發(fā)生器，可用于H2、CO2的制取，也可用于銅與硝酸的反響。三、“多器一用〞1．測量氣體體積。2．冷凝裝置。3．氣體枯燥裝置。4．氣體控制裝置(隨開隨用，隨關(guān)隨停)。四、其他裝置的創(chuàng)新及應(yīng)用1．過濾裝置的創(chuàng)新——抽濾。由于水流的作用，使裝置a、b中氣體的壓強(qiáng)減小，故使過濾速率加快。2．蒸餾裝置的創(chuàng)新。圖1圖2①圖1，由于冷凝管豎立，使液體混合物能冷凝回流，假設(shè)以此容器作反響容器，可使反響物能循環(huán)利用，提高了反響物的轉(zhuǎn)化率。②圖2，由于Br2的沸點低，且有毒性和強(qiáng)腐蝕性，因此設(shè)計了用冰冷卻回收液溴的C裝置，并用NaOH溶液進(jìn)行尾氣吸收，熱水浴可以使液體受熱均勻且易于控制溫度。裝置中使用了雙溫度計，其中溫度計a用于測量水溫，溫度計b用于測量餾分的溫度。3．洗氣裝置的創(chuàng)新——雙耳球吸收法。由于雙耳球上端球形容器的容積較大，能有效地防止倒吸。故該裝置既能除去氣體中的氣態(tài)雜質(zhì)，又能防止倒吸?！纠?2022·沈陽質(zhì)量檢測)氮化鋁(AlN)是一種新型無機(jī)非金屬材料。：AlN＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋NH3↑。某AlN樣品僅含有Al2O3雜質(zhì)，為測定AlN的含量，設(shè)計如下兩種實驗方案。[方案1]取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持儀器已略去)。(1)如圖C裝置中球形枯燥管的作用是__________________________________________________________________________。(2)完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先進(jìn)行的操作是____________________________，再參加實驗藥品，翻開K1、K2，通一段時間氮氣后，稱量C裝置的質(zhì)量。接下來的實驗操作是____________________________________，再翻開分液漏斗活塞，參加NaOH濃溶液至不再產(chǎn)生氣體。然后翻開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反響后的質(zhì)量。反響結(jié)束后通人氮氣的目的是______________________________________________________________。(3)由于裝置存在缺陷，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，請?zhí)岢龈牧家庖姡篲___________________________________________________________________________________________________________。[方案2]用如圖裝置測定mg樣品中AlN的純度(局部夾持裝置已略去)。(4)為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是________(填字母)。A．CCl4 B．H2OC．NH4Cl溶液 D.解析：(1)由題中裝置圖知，濃硫酸用于吸收極易溶于水的氨氣，故球形枯燥管是用于防倒吸的。(2)裝置組裝好后，首先應(yīng)檢查裝置氣密性；再根據(jù)前后實驗操作，可知通完N2后應(yīng)先關(guān)閉K1；根據(jù)定量型實驗的特點，為保證實驗過程中生成的氨氣完全被吸收減少實驗誤差，實驗結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)通一段時間的氮氣使氨氣全部被C裝置吸收。(3)濃硫酸是用于吸收反響生成的氨氣，因此為防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置，應(yīng)在C裝置后再安裝一個枯燥裝置。(4)所選用的液體應(yīng)為不能溶解氨氣的液體，應(yīng)選擇A、D。答案：(1)防止發(fā)生倒吸(2)檢查裝置氣密性關(guān)閉K1把裝置中生成的氨氣全部趕入C裝置中(3)在C裝置出口處連接一個枯燥裝置(4)AD1．如下圖裝置是化學(xué)實驗中常見的儀器，它除用于洗氣外，還有其他用途：(1)醫(yī)院里給病人輸氧時，往往在氧氣鋼瓶與病人呼吸面具之間安裝盛有水的該裝置，用于觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，以便調(diào)節(jié)供氧速率，此時氧氣應(yīng)從________(填標(biāo)號)管口導(dǎo)入。(2)實驗室用MnO2與濃鹽酸反響制Cl2，寫出反響的化學(xué)方程式：______________________________________________________。收集完Cl2后，將多余的Cl2通入NaOH溶液之前，為防止NaOH溶液倒流入反響器，應(yīng)先將Cl2從該裝置________(填標(biāo)號)管口導(dǎo)進(jìn)，從________(填標(biāo)號)管口導(dǎo)出。(3)如果用此裝置收集NO時，應(yīng)采取的主要操作步驟是________(選取正確的編號)。A．直接將氣體由a管口進(jìn)B．直接將氣體由b管口進(jìn)C．將廣口瓶盛滿水，氣體由a管口進(jìn)D．將廣口瓶盛滿水，氣體由b管口進(jìn)解析：(1)為了觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，以便調(diào)節(jié)供氧速率，那么進(jìn)氣管應(yīng)是長導(dǎo)管，即a管為進(jìn)氣管；(2)為防止吸收多余的Cl2時NaOH溶液倒流入反響器，那么將Cl2從裝置短管導(dǎo)進(jìn)，即由b進(jìn)，a出；(3)假設(shè)用此裝置收集NO，由于NO與氧氣反響，那么需將裝置中的空氣排盡，利用排液體法收集。故應(yīng)將廣口瓶盛滿水，NO氣體由短管口b進(jìn)入。答案：(1)a(2)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋2H2Oba(3)D2．普通漏斗是中學(xué)化學(xué)實驗室中常用儀器之一。我們對它的用途并不陌生。(1)請舉兩例說明普通漏斗在化學(xué)實驗中的應(yīng)用：____________________________________________________________________________________________________________。(2)你是否探討過在化學(xué)實驗中創(chuàng)新地使用普通漏斗？請參與到下面的討論中：圖1圖2①圖1是某同學(xué)實驗室制備H2并檢驗H2具有可燃性裝置的一局部，請說出他這樣做的優(yōu)點____________________________________________________________________。②某同學(xué)用苯萃取碘水中的碘時，找不到分液漏斗。他靈機(jī)一動，先在試管中將混合液充分振蕩后靜置，然后再用普通漏斗與其他常見實驗儀器和用品組裝成一個簡易分液器進(jìn)行分液(圖2)，解了燃眉之急。試分析該設(shè)計的缺乏之處_________________________________________________________________________________________