新教材高考化学一轮复习仪器的组合与创新学案

1、仪器的组合与创新(一)从变换思维的角度认识化学仪器的“一器多用”1漏斗的多种用途图1：组成过滤器进行过滤图2：向酒精灯中添加酒精图3：倒置使用，防止倒吸2广口瓶的“一材多用”(1)集气装置收集密度比空气大的气体，如CO2、Cl2、HCl等，操作要点是a进b出收集密度比空气小的气体，如H2、NH3等，操作要点是b进a出盛满水，“b进a出”可收集不溶于水且不与水反应的气体，如CO、NO等深思考若用此装置采用排液法收集Cl2，应怎样操作？提示：先在瓶中装满饱和食盐水，然后从b口进气，收集Cl2。(2)量气装置气体从短口端进入广口瓶，将液体压入量筒中，则量筒中水的体积即为所测气体的体积助理解量气装置读

2、数三注意先恢复至室温；调整量筒高度使广口瓶和量筒内液面相平；视线要与量筒内液面最低点相切。(3)洗气装置用于除去气体中的杂质气体或用于干燥气体，操作要点是长管进气，短管出气(4)储气装置瓶内盛装一定量的液体，用于暂时贮存反应中产生的气体，操作要点是短管进，长管出(5)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，防止出现安全事故微点拨防堵塞装置在上述第一个装置中两短导管间加一长直玻璃管，可以起到防堵塞作用，气体从两短导管其中一个进，另一个出。(6)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3.干燥管的“多变角色”(1)位置不同，作用不

3、同在整套实验装置的中间横放干燥、吸收及检验装置a干燥管内装有固体干燥剂，可用于干燥气体。b干燥管内盛有无水硫酸铜粉末时，可用于水的检验。c可用于定量测定气体的质量。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”。(2)创新使用A.防倒吸装置B简易的过滤器，如净化天然水C简易的启普发生器(二)从应用的层面认识化学仪器的“多器同用”1常见的防倒吸装置深思考上述装置中的CCl4换为苯，此装置还能起到防倒吸的作用吗？提示：不能，因为苯的密度比水的密度小，在稀硫酸的上层，不能起到防倒吸的作用。2符合启

4、普发生器原理的制气装置以下装置也能随开随用：深思考实验室用上述装置制取氢气时，若液面不能与锌粒接触，又无酸液可加，且该装置已固定，则使反应发生的操作是_。提示：从长颈漏斗加入少量蒸馏水使溶液与锌粒接触3可以测量气体体积的装置4可作为冷凝或冷却的装置5尾气处理装置的改造【典例】(2021天津等级考节选)某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备O2，再用O2氧化C2H5OH，并检验氧化产物。制备O2该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)(1)甲装置中主要仪器的名称为_。(2)乙装置中， eq avs4al(用粘合剂将MnO2制成团，放在多孔塑) eq avs4al(料片上) ，连接好

5、装置，气密性良好后打开活塞K1，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H2O2溶液至_。欲使反应停止，关闭活塞K1即可，此时装置中的现象是_。(3)丙装置可用于制备较多O2， eq avs4al(催化剂铂丝可上下移) eq avs4al(动) 。制备过程中如果 eq avs4al(体系内压强过大，安全管中的) eq avs4al(现象) 是_，此时可以将铂丝抽离H2O2溶液，还可以采取的安全措施是_。(4)丙装置的特点是_(填序号)。a可以控制制备反应的开始和结束b可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率c与乙装置相比，产物中的O2含量高、杂质种类少解题思维解答本题的思维流程如下：提取信息用

6、粘合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料片上；催化剂铂丝可上下移动；体系内压强过大，安全管中的现象；弹簧夹K2信息转化用粘合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料片上，MnO2团不会落入溶液中，因此可以通过活塞K1的调节随时控制反应的发生和停止；催化剂铂丝可上下移动，将铂丝插入液面以下，反应可以开始，将铂丝抽出液面以上可以停止反应，因此可以控制反应的开始和结束，同时还可调节铂丝与液面的接触面积，以控制反应速率；安全管是与外界相通的，因此体系内压强过大， H2O2溶液会被压入安全管中，可观察到安全管中液面上升；此处的玻璃导管是与外界相通的，因此可通过调节弹簧夹K2，控制体系的压强。联想质疑为什么要用粘合剂

7、将MnO2制成团？提示：因为MnO2为粉末状固体物质，无法放在多孔塑料片上，因此需要制成团状固体。【解析】(1)根据仪器构造可知，甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶；(2)乙装置是启普发生器的简易装置，可以随时控制反应的发生和停止。用粘合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K1，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H2O2溶液至刚好没过MnO2固体，此时可以产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止，关闭活塞K1，此时由于气体还在产生，使容器内压强增大，可观察到试管内的H2O2溶液被压入长颈漏斗中，与MnO2分离；(3)丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液，可用于

8、制备较多O2，催化剂铂丝可上下移动控制反应速率。制备过程中如果体系内压强过大，H2O2溶液会被压入安全管中，可观察到安全管中液面上升，圆底烧瓶中液面下降。此时可以将铂丝抽离H2O2溶液，使反应速率减慢，还可以打开弹簧夹K2，使烧瓶内压强降低；(4)催化剂铂丝可上下移动控制制备反应的开始和结束，a正确；催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越快，可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率，b正确；丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液，与乙装置相比，可用于制备较多O2，但产物中的O2含量和杂质种类和乙中没有区别，c错误。答案：(1)分液漏斗、锥形瓶(2)刚好没过MnO2固体试管内的H2O2溶液被压

9、入长颈漏斗中，与MnO2分离(3)液面上升打开弹簧夹K2(4)ab思维拓展延伸设问有同学认为用装置甲制取O2时，随实验的进行，会出现分液漏斗中的H2O2溶液不能滴下的现象，因此提出了_的改进措施。提示：在滴加溶液时打开分液漏斗的活塞或将分液漏斗改为恒压滴液漏斗1(2022珠海模拟)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利用装置制取SO2，并验证其还原性D利用装置验证KHCO3和K2CO3的热稳定性，X中应放的物质是K2CO3【解析】

10、选D。中碱石灰可吸收Cl2，b常用于防倒吸；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；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；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。2(2022潍坊模拟)用如图所示实验装置进行相应的实验，不能达到实验目的的是()A.图甲装置中将C管位置提高可用于检验装置气密性B图乙装置中圆底烧瓶内装入自来水可以制备蒸馏水C关闭丙装置中弹簧夹K，该装置可用于临时

11、储存气体D用丁装置蒸干次氯酸钠溶液制备次氯酸钠晶体【解析】选D。将C管位置提高，若稳定后C中液面高于B，则说明装置气密性良好，可以达到目的，A不符合题意；圆底烧瓶内装入自来水，加热至水沸腾后，通过冷凝可以收集到蒸馏水，可以达到实验目的，B不符合题意；关闭丙装置中弹簧夹K，气体在洗气瓶上部空间聚集，将液体压入长颈漏斗中，可以用于临时储存气体，C不符合题意；NaClO溶液蒸发结晶时，ClO会水解产生HClO，同时HClO受热分解产生HCl，最终产物为NaCl晶体，不能达到实验目的，D符合题意。3(2022佛山模拟)下列能达到实验目的的是()【解析】选C。A选项，气体应该“长进短出”，且石灰水浓度小

12、，不易完全吸收CO2，应用NaOH溶液吸收；B选项，Cl2密度比空气密度大，Cl2会直接进入NaOH溶液，收集不到Cl2；C选项，Fe绒丝可作合成氨的催化剂，如有NH3生成，湿润的红色石蕊试纸变蓝；D选项，HCl易溶于水，仍会发生倒吸，应在烧杯中加入H2O和CCl4，导管插入CCl4层中可防止倒吸。【加固训练】1(2022昆明模拟)用如图所示装置进行以下实验，实验现象与结论描述均正确的是()选项实验现象与结论A铝条浓硫酸无明显现象，铝与浓硫酸不反应B锌棒海水中导管内液面上升，锌发生吸氧腐蚀C铜丝FeCl3溶液中溶液变为淡蓝色，Cu发生置换反应D铁丝稀硝酸中试管口出现红棕色气体，Fe与稀硝酸反应

13、生成NO2【解析】选B。铝条与浓硫酸发生钝化反应，即铝与浓硫酸反应，在铝的表面生成一层致密的氧化膜，A结论错误；锌与海水发生吸氧腐蚀，导致试管压强减小，中导管内液面上升，B实验现象与结论均正确；铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，颜色变为淡蓝色，但未发生置换反应，C实验现象正确，结论错误；铁与稀硝酸反应生成的气体为NO，NO在试管口与空气反应生成NO2，D结论错误。2(2022吉林模拟)实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法错误的是()A.水浴加热的优点是使反应物受热均匀、容易控制温度B浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应先向浓硝酸中缓缓加入浓硫酸，待冷却至室温后，再将苯逐滴滴

14、入C仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率D可用仪器a、b将反应后的混合物直接蒸馏得到产品【解析】选D。水浴加热的优点是使反应物受热均匀、容易控制温度，A正确；混合时先加浓硝酸，后加浓硫酸，待混合液冷却至室温后，再加入苯，B正确；冷凝管可冷凝回流反应物，则仪器a的作用是冷凝回流，提高原料的利用率，C正确；反应完全后，由于硝基苯是密度比水大、难溶于水的液体物质，而酸溶解在水中，因此硝基苯与酸分层，硝基苯在下层，酸溶液在上层，应先分液分离出有机物，再蒸馏分离出硝基苯，D错误。3. (2022日照模拟)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NH3B

15、从B口进气，用排空气法收集CO2C瓶中装满水，从B口进气，用排水法收集NO2D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【解析】选D。A项，不能用浓硫酸干燥NH3；B项，用向上排空气法收集CO2时，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口导入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。氯气是舍勒在1774年发现的，当时他正在研究软锰矿(主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3、Fe2O3和SiO2等)。当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难

16、受。从1774年舍勒发现氯气以后，到1810年，许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究。这期间，氯气一直被当作一种化合物。直到1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine。这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。中国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。命题视角1.实验仪器或装置的选择若在实验室中进行氯气的制备过程，应该选择怎样的制取装置？简述主要的实验仪器，并画出装置图。提示：二氧化锰属于固体物质，因此应选择固体和液体加热制气装置，主要仪器有分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯等，装置图如图：命题视角2.气体的除杂和净化装置制得的氯气

17、中含有哪些杂质，如何在实验室中获得纯净干燥的氯气？提示：由于浓盐酸具有挥发性，因此制得的Cl2中含有HCl和H2O(g)，将混合气体先通过盛有饱和食盐水的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶。命题视角3.化学仪器的创新使用为储存实验过程中多余的氯气，某兴趣小组同学利用实验室和生活中的常用仪器设计组装了下列三套装置用于暂时储存后再利用，请你分析哪套装置可以达到目的。提示：装置。装置中氯气进入下面的容器时，容器中的液体排入上面的容器，需要氯气时打开右侧活塞，液体在重力作用下进入下面容器，将氯气排出，所以装置可以用作氯气的储气装置；而、不能形成较大压强差，在使用氯气时不能将多余的氯气排出。命题视角4.物

18、质的分离提纯MnO2是一种重要的化工原料，设计一种由软锰矿(主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3、Fe2O3和SiO2等)制备MnO2的工艺流程。已知：金属离子沉淀的pH离子Fe3Al3Mn2Fe2开始沉淀时1.53.45.86.3完全沉淀时2.84.77.88.3提示：由软锰矿制取MnO2的方案有很多种，例如如下方案：命题视角5.科学态度从氯气的发现到确认时间长达30多年。你从中得到什么启示？提示：科学研究需要有正确的理论作指导，错误的理论只能浪费时间和精力；科学研究需要以大量事实为依据，只有大量事实才能推翻错误的理论，建立正确的理论或推动科学理论的发展；科学研究需要有热爱科学的思想和奉

19、献科学的精神等等。1“源”来如此(2019北京高考)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是()物质(括号内为杂质)除杂试剂AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、稀HClCCl2(HCl)H2O、浓H2SO4DNO(NO2)H2O、无水CaCl2【解析】选B。除去氯化亚铁中的氯化铁杂质，加入铁粉：2Fe3 Fe=3Fe2，发生了氧化还原反应，故A不符合题意；除去在氯化钠溶液中混有的氯化镁，实质上就是除镁离子，加入过量氢氧化钠溶液和镁离子反应生成沉淀，过滤后再加入适量稀盐酸中和多余的氢氧化钠，未发生氧化还原反应，故B符合题意；除去氯气中少量的氯

20、化氢气体，可选用饱和食盐水，不能用水，故C不符合题意；除去NO中的NO2，NO2溶于水即生成NO，3NO2H2O=2HNO3NO，发生了氧化还原反应，故D不符合题意。2变换有道(2020全国卷)下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是()气体(杂质)方法ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液BCl2(HCl)通过饱和的食盐水CN2(O2)通过灼热的铜丝网DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液【解析】选A。SO2会被酸性高锰酸钾溶液氧化，A错误；这是实验室制取氯气的除杂步骤，通过Cl2和HCl在饱和食盐水中的溶解度差异进行除杂和分离，B正确； N2性质极其稳定，不会与灼热的Cu发生反应，而氧气则会氧

21、化Cu发生反应：2CuO2 eq o(=,sup7() 2CuO，可以达到除杂目的，C正确；NO不会与NaOH发生反应，而NO2可以与NaOH反应：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O，因此可以达到除杂目的，D正确。 eq avs4al(点睛：) 两道试题均考查的是物质分离提纯中的除杂问题，但是两题有明显的不同：第1小题强调除杂过程涉及的反应类型，要求是不涉及氧化还原反应的正确除杂方法，且其中的状态有气体有溶液。第2小题是针对气体的除杂，且没有特殊的要求。3(2020山东等级考改编)下列操作不能达到实验目的的是()目的操作A除去苯中少量的苯酚加入适量NaOH溶液，振荡、静置、分液B证

22、明酸性：碳酸苯酚将盐酸与NaHCO3混合产生的气体除杂后通入苯酚钠溶液C除去碱式滴定管胶管内的气泡将尖嘴垂直向下，挤压胶管内玻璃球将气泡排出D配制用于检验醛基的氢氧化铜悬浊液向试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，再滴加数滴2% CuSO4溶液，振荡【解析】选C。苯酚可与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的苯酚钠，最后与苯混合后互不相溶，分层，该操作能达到实验目的，故A正确； 将盐酸与碳酸氢钠溶液混合产生的气体先除杂，除去挥发出的HCl，再通入苯酚钠，产生的CO2会与苯酚钠反应生成常温下难溶于水的苯酚，能证明是二氧化碳与其发生的反应，能达到实验目的，故B正确；除去碱式滴定管胶管内气泡时，尖嘴不应

23、该垂直向下，应将尖嘴向上挤压胶管，利用空气排出，该实验操作达不到实验目的，故C错误；为检验醛基，配制氢氧化铜悬浊液时，碱需过量，保证醛基是在碱性条件下发生反应，该操作可达到实验目的，故D正确。4(2021湖南选择考)下列实验设计不能达到实验目的的是()实验目的实验设计A检验溶液中FeSO4是否被氧化取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化B净化实验室制备的Cl2气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶C测定NaOH溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照D工业酒精制备无水乙醇工业酒精中加生石灰，蒸馏【解析】选C。若Fe2被氧化为Fe3，Fe3能与SCN生成

24、Fe(SCN)3，溶液变成血红色，能达到实验目的，故A不符合题意；实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气，先用饱和食盐水除去混有的氯化氢，再通过浓硫酸的洗气瓶干燥，能达到实验目的，故B不符合题意；用pH试纸测定NaOH溶液的pH，不能润湿pH试纸，否则会因浓度减小而影响测定结果，不能达到实验目的，故C符合题意；制取无水乙醇时，通常把工业酒精跟新制的生石灰混合，加热蒸馏，能达到实验目的，故D不符合题意。 eq avs4al(知识点避坑：) 选择除杂试剂的四原则(1)选择的试剂只能与杂质反应，而不能与被提纯的物质反应。(2)所选试剂不能带入新的杂质。(3)试剂与杂质反应的生成物与被提纯物质要容易分离。

25、(4)提纯过程要尽可能做到步骤简单、现象明显、容易分离。1(2021天津等级考)进行下列实验操作时，选用仪器正确的是()提取碘水中的碘量取一定体积的KMnO4溶液熔化NaOH固体浓缩NaCl溶液ABCD【解析】选D。提取碘水中的碘应用萃取分液操作，在分液漏斗中进行，故A项错误；KMnO4溶液属于氧化性液体，量取其体积时应用酸式滴定管，故B项错误；熔化NaOH固体应在坩埚(如铁坩埚)中进行，故C项错误；浓缩NaCl溶液，需要加热蒸发溶剂，在蒸发皿中进行，故D项正确。2(2021河北选择考)下列操作规范且能达到实验目的的是()【解析】选A。氢氧化钠溶液装于碱式滴定管，滴定过程中选择酚酞作指示剂，A

26、正确；测定中和热实验中温度计不能与烧杯内壁接触，B错误；容量瓶为定容仪器，不能用于稀释操作，C错误；分液过程中分液漏斗下端需紧贴烧杯内壁，D错误。3(2020山东等级考)实验室分离Fe3和Al3的流程如下：已知Fe3在浓盐酸中生成黄色配离子FeCl4，该配离子在乙醚(Et2O，沸点34.6 )中生成缔合物Et2OHFeCl4 。下列说法错误的是()A萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下B分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出C分液后水相为无色，说明已达到分离目的D蒸馏时选用直形冷凝管【解析】选A。萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向上，A错误；分液时，密度大的液体在下层，密度小的液体在上层，下层液

27、体由分液漏斗下口放出，下层液体放完后，密度小的上层液体从分液漏斗上口倒出，B正确；Fe3在浓盐酸中生成黄色配离子，该配离子在乙醚中生成缔合物，乙醚与水不互溶，故分液后水相为无色，则水相中不再含有Fe3，说明已经达到分离目的，C正确；蒸馏时选用直形冷凝管，能使馏分全部转移到锥形瓶中，而不会残留在冷凝管中，D正确。【加固训练】1(2020浙江7月选考)固液分离操作中，需要用到的仪器是()【解析】选C。A项仪器是干燥管，不能用于固液分离；B项仪器为蒸馏烧瓶，不能用于固液分离；C项仪器为普通漏斗，常用于过滤以分离固液混合物；D项仪器为牛角管，又叫接液管，连接在冷凝管的末端以收集蒸馏产生的蒸气所冷凝成的