高考化学必考题 常见仪器及实验装置的分析技巧新策略.docx

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高考化学必考题常见仪器及实验装置的分析技巧新策略

2013年高考化学必考题常见仪器及实验装置的分析技巧新策略

常见仪器及实验装置的分析技巧

新策略：

此类试题包括：

仪器的使用、仪器的选用、仪器组合成的简单装置等的分析。

1．仪器的使用分析

仪器的使用分析，要从仪器要求和使用范围上去整体把握，采用的方法是迁移应用。

2．仪器的选用分析

仪器的选用要从实验原理和实验要求去确定采用何种仪器。

3．仪器组合成的简单装置的分析

装置依赖于目的、原理和注意点。

以此分析装置需从实验要求出发，采用仪器原理相结合的手段确定实验结果。

经典题：

例题1：

准确量取25.00mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是        （    ）

A．50mL量筒                        B．10mL量筒  

C．50mL酸式滴定管                  D．50mL碱式滴定管

方法：

从所给仪器的精确度分析。

捷径：

用量筒取溶液的体积不可能精确到0.01mL，只能用滴定管或移液管量取。

又因为高锰酸钾溶液能腐蚀橡胶，故不能用碱式滴定管。

所以选C。

总结：

此题为一常规题，主要考查考生对实验仪器精确度的理解。

例题2：

下列有关使用托盘天平的叙述不正确的是（填写标号）          （   ）.

A．称量前先调节托盘天平的零点

B．称量时左盘放被称量物,右盘放砝码

C．潮湿的或具有腐蚀性的药品,必须放在玻璃器皿里称量,其他固体药品可直接放在天平托盘上称量

D．用托盘天平可以准确称量至0.01克

E．称量完毕,应把砝码放回砝码盒中

方法：

从托盘天平的使用要求分析。

捷径：

因为托盘天平的游码刻度为0.1g，精确度为0.1g。

被称量的药品不能直接放在托盘天平上。

腐蚀性药品及易潮解药品应放在小烧杯中称量。

即使没有腐蚀性的药品也不能直接放在托盘上，而应放在一张洁净的纸上。

故叙述不正确的有CD。

总结：

托盘天平中的质量关系为：

左盘质量=右盘质量+游码质量。

例题3：

下列叙述仪器“0”刻度位置正确的是    

（  ）

A．在量筒的上端                     B．在滴定管上端

C．在托盘天平刻度尺的正中           D．在托盘天平刻度尺的右边

方法：

从具体仪器去分析。

捷径：

量筒无“0”刻度，其刻度数下端最小。

滴定管的“0”刻度在上端，托盘天平的“0”刻度在刻度尺的左端。

温度计的“0”刻度因种类不同而不能确定。

选B。

总结：

量筒的最下端无刻度，也即无“0”刻度，是有关“0”刻度方面的重要之点。

部分考生由于分不清这一点而出错。

例题4：

下列实验操作中错误的是（    ）

A．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出

B．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口

C．滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的液面

D．称量时，称量物放在称量纸上，置于托盘天平的左盘，砝码放在托盘天平的右盘

方法：

将题中的叙述与平时的实验操作相联系进行判断。

捷径：

C选项中，滴定操作时，眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。

题中所述错误。

其余选项中的操作正确。

答案为C。

总结：

此题为一实验方面的常规题，其目的是让不重视实验的考生难以作答。

例题5：

在下图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。

则a和b分别是     （     ）

方法：

根据实验叙述分析。

捷径：

从最终几乎充满烧瓶，得BD。

总结：

因Cl2几乎不溶于饱和NaCl溶液，故无喷泉；而NO2溶于水时的同时有NO气体生成，故不会使烧瓶充满。

例题6：

按右图装置持续通入x气体,并在管口P处点燃,实验结果使澄清的石灰水变浑浊.则x、y可以是  （    ）

A．H2和NaHCO3 B．CO和Na2CO3

C．CO和CuO   

D．H2和Fe2O3

方法：

实验原理与实验现象相结合分析。

捷径：

从实验过程分析知结果为AC。

总结

：

解答该题必须认清：

固体y在实验过程中，可与x反应，也可以不与x反应。

例题7：

下图是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体.下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是         （填正确选项的标号）。

A．铜屑和浓硝酸       B．二氧化锰和浓盐酸

C．电石和水            D．碳酸钙和稀盐酸

方法：

认真分析实验装置图，从中找出实验操作的特点，及制取的气体的性质。

结合已经掌握常见气体的发生、净化及收集装置就可作出准确选择。

捷径：

此题A和D反应不用加热；NO2、CO2气可用浓H2SO4干燥；气体密度均大于空气故选AD。

而B反应需加热；C选项中乙炔气的密度与空气接近不能用排空气取气法收集。

总结：

此题要求考生能熟练掌握常见气体的发生、净化、干燥和收集装置，从装置的要求确定可进行的实验。

例题8：

A～D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图

（1）请从①～⑧中选出必须使用温度计的实验，把编号填入最适宜的装置图A～C下的空格中（多选要倒扣分）

   ①酒精和浓硫酸混和加热制乙烯

   ②电石跟水反应制乙炔

   ③分离苯和硝基苯的混和物

   ④苯和溴的取代反应

   ⑤石油分馏装置

   ⑥浓硫酸和二氧化锰混合加热制氯气

   ⑦测定硝酸钾在水中的溶解度

   ⑧食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢

（2）选用装置D做苯的硝化实验，D中长玻璃管的作用是

方法：

从实验情况分析温度计的使用要求。

捷径：

（1）使用温度计的实验大致如题中所举的四种类型。

一种测量或控制溶液反应的温度。

使用A装置，典型例子用浓H2SO4、无水乙醇制乙烯。

测量蒸馏出气体的温度用B装置，一切蒸馏实验都适用。

精确测定某溶液的温度用C装置，典型例子用测定物质的溶解度。

控制水浴温度，试管中的液体的温度不必特别精确可用D装置（长玻璃管是适应实验的其他要求）。

对八个实验中的实验情况逐一分析，再结合使用温度计的装置示意图，可得结果：

A① B③⑤ C⑦

（2）苯的硝化实验中使用了易挥发的苯，且苯有毒，以此D中长玻璃管的作用是为了减少苯的挥发，也即起冷凝器作用。

总结：

温度计的使用，遵循：

测何处温度，其水银球便放于何处的原则。

例题9：

用图示的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应，产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。

需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。

这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。

回答下面问题：

（1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？

（2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？

（3）从下面三个反应中选择一个可以用这种随制随停的制气装置制取的气体，填写下表中的空白。

①大理石与盐酸反应制取二氧化碳

②黄铁矿与盐酸反应制取硫化氢

③用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气

（4）食盐跟浓硫酸反应制氯化氢不能用这种装置随制随停。

试说明理由。

方法：

实验装置与实验要求结合分析。

捷径：

（1）关闭弹簧夹时，反应产生的气体不能从支管口导出，以此造成试管内液面上的气压增加，此时高于大气压的压强会将试管内液体压入长颈漏斗，所以液面会下降。

（2）气密性检查的原理与启普发生器相同。

其方法是塞紧橡皮塞、夹紧弹簧夹后，从长颈漏斗口注入一定量的水，待漏斗内的水面高于试管内的水面时，停止加水，观察，如果漏斗内的液面不下降，则证明装置不漏气。

（3）使用该装置制气必须满足3个条件：

①块状固体与液体反应；②反应不需要加热；③生产的气体难溶于反应液。

分析题中3个反应，反应③中MnO2为粉末状，故不可用此装置。

其余均可。

制二氧化碳，收集为向上排空气法，检验为通入澄清石灰水而使澄清石灰水变浑。

制硫化氢，收集也为向上排空气法，检验可通过臭鸡蛋气味确定，也可通过通入CuSO4溶液而使其产生黑色沉淀确定等。

（4）对照题3所述3个条件，知其原因为①食盐为粉末状，②反应过程中需加热。

总结：

该题为一简答题，回答时要紧扣题中要求。

金钥匙：

例题1：

某实验室仅有如下仪器或用具：

烧杯、铁架台、铁圈、三脚架、漏斗、分液漏斗、石棉网、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴，从缺乏仪器的角度看，不能进行的实验项目是      

    （   ）

A．蒸发         B．萃取         C．液体过滤             D．升华

方法：

根据选项中的实验操作分析所必须使用的仪器，再与题中所给仪器比较。

捷径：

对照每项操作，检查是否缺乏某些或某件必用的仪器。

如蒸发液体所需的仪器有：

蒸发皿、酒精灯、火柴、玻璃棒、铁架台，铁圈或三脚架，所给仪器充分。

而液体过滤，因缺乏滤纸而无法实现。

故选C。

总结：

本题考查的意图是根据给定的操作，选择必用的仪器。

例题2：

实验室制取乙烯、制取硝基苯以及蒸馏石油时都要用到温度计。

温度计分别插在装置中的什么部分？

方法：

从实验过程中的反应要求分析。

捷径：

制取乙烯时，测温度的目的是控制反应物的温度为170℃。

因此温度计应插入容器内反应物的液面以下；

制

取硝基苯时，测温度的目的是控制水浴加热的温度为60℃，则温度计应插入水浴中，以测量水浴的温度；

蒸馏石油时，测温度的目的是控制馏分的蒸气温度，所以应插入蒸馏烧瓶颈部，使温度计的水银球的位置略低于蒸馏烧瓶支管囗。

总结：

温度计在反应装置中的位置，应根据所测温度的对象在容器中的部位而确定。

例题3：

喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。

（1）图1为化学教学中所用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。

下列组合中不可能形成喷泉是（ ）

A．HCl和H2OB．O2和H2O

C．NH3和H2OD．CO2和NaOH溶液

（2）某学生积极思考产生喷泉的其它方法，并设计了如图2所示的装置。

①在图2的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是 （  ）

A．Cu与稀盐酸

B．NaHCO3与NaOH溶液

C．CaCO3与稀硫酸

D．NH4HCO3与稀盐酸

②在图2锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，在水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉，水槽中加入的物质可以是（ ）

A．浓硫酸  B．食盐C．硝酸钾  D．硫酸铜

这种方法产生喷泉的原理是______________________________________

③比较图1和图2两套装置，从产生喷泉的原理分析，图1是____________上部烧瓶内气体压强；图2是________________下部锥形瓶内气体压强（均填增大或减小）

（3）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述_______________（填图1或图2）装置原理相似。

方法：

从形成喷泉的条件――压强差来分析。

捷径：

（1）根据喷泉必须存在压强差这一原理，对选项A、B、C、D逐一分析，其中HCl、NH3极易溶于水，CO2迅速与NaOH溶液反应，以此知A、C、D均可形成喷泉，而O2在水中溶解度较小，故不能形成很大的负压，因而不能形成喷泉，以此得答案为B。

（2）图2与图1不同的是，图1为烧瓶内减压，而图2为锥形瓶内加压。

要使图2中出现喷泉，必须依靠一切条件使锥形瓶内气压迅速增大。

①依据锥形瓶内迅速产生大量气体使气压迅速增大这一原理知，D选项符合题意，A不反应，B虽反应，但不能产生气体，C中由于生成微溶性的CaSO4覆盖在CaCO3固体表面使反应难以继续发生，故也不能产生喷泉。

②因酒精沸点低、易挥发，故要使其产生大量酒精蒸气使气压迅速增大而形成喷泉，必须使水槽内冷水迅速升温。

对照四个选项，很容易获得答案A。

③依据上述说明，图1是减小上部烧瓶内气体压强，图2是增大下部锥形瓶内气体压强。

（3）人造喷泉及火山爆发时，空气中大气压强基本不变，而增加的是施加在液体上的压强，故与图2装置的原理相似。

总结：

中学课本中的两个喷泉实验均以烧瓶内气体减少而导致气压降低而得以形成。

该题图2，一反常态，要求考生联系现实生活，依据压强差，从相反的角度去进行分析，对考生的能力要求较高。

在此题面前，考生的逆向思维、知识运用能力、综合分析能力都经受了考验。

例题4：

（1）在实验室中，利用气体和溶剂的某种性质，常在一特定的装置

中模拟自然界的现象，形成美丽的喷泉。

试解释实验室用NH3（或HCl）和水能形成喷泉的原因。

（2）某学生试图用氨气和水去做喷泉实验，结果实验失败，试分析实验失败的可能原因。

（3）图中，烧瓶已充满某种气体X，气体体积为1000mL（273K,101325Pa），烧杯中盛满水，直导管长L=60cm，导管进入烧杯12cm，气体的溶解度在273K时为1:

40（1体积水能溶解101325Pa下气体40体积）。

实验开始，胶头滴管先向烧瓶中注入1mL水，通过计算确定能否看到喷泉现象？

假设压强的微小变化对气体溶解度的影响忽略不计。

方法：

从形成喷泉的条件――压强差来分析。

捷径：

（1）因NH3（或HCl）极易溶于水，故从胶头滴管中挤入少量水会使大量NH3（或HCl）溶于其中，结果使容器内外产生较大的压强差，从而形成喷泉。

（2）实验失败的原因从何进行分析，是解答出此题的出发点。

根据形成喷泉必须使容器内外产生较大的压强差，可得其原因主要有：

①烧瓶潮湿；②烧瓶内有大量空气；③导管太长；④胶头滴管向烧瓶中注入的水太少；⑤漏气。

（3）形成喷泉的先决条件必须是烧瓶内的负压大于导管内水面上升至喷嘴的液柱压强。

根据题意，注入的1mL水最多可溶解40mLX气体，以此形成的负压ΔP=1.01325×105Pa×      =4053Pa，导管内水面上升至喷嘴需克服的压强差ΔP'=ρgh=1×103kg·m-3×9.8m·s-2×（60-12）×10-2m=4704Pa，因ΔP<ΔP'，导管内水柱的液面不可能上升至喷嘴，故不能看到喷泉现象。

总结：

该题将化学中喷泉实验的原理，巧妙地与物理中的水柱引起的压强相联系，为一理化综合题。

此题的设问有因果设问，有果因设问，有开放性设问、有发散性设问。

整个试题不仅考查了考生思维的敏捷性、广阔性和严密性，还考查了考生的跨学科综合能力和对问题的整体分析能力。

例题5：

实验室用浓盐酸和MnO2加热制Cl2并用Cl2和Ca（OH）2反应制少量漂白粉，现已知反应：

2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（Cl

O）2+2H2O，温度稍高即发生副反应：

6Cl2+2Ca（OH）2=5CaCl2+Ca（ClO3）2+6H2O。

现有三个学生分别设计的三套实验装置如下：

⑴请从以下六个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评价，并选择符合题目要求的选项填在空格内（用字母表示）：

a、不易控制反应速率   b、容易控制反应速率    c、有副反应发生；

d、可防止副反应发生   e、污染环境    　　　　f、可防止环境污染

甲装置：

优点                  ，缺点                     。

乙装置：

优点                  ，缺点    

                 。

丙装置：

优点                  ，缺点                     。

⑵请从上述甲、乙、丙装置中选取合理的组成部分，组装一套较完善的实验装置，装置各部分按气流从左到右的方向是（用字母表示）                              。

⑶实验中若取12mol/L盐酸50mL与足量MnO2反应，最终生成Ca（ClO）2的物质的量是           0.15mol（填大于、小于或等于），其可能原因是：

（假定各步反应均无反应物质损耗，且无副反应发生）                                         。

方法：

此题为一综合实验辨析题。

实验目的是制漂白粉；原理是利用MnO2与浓盐酸反应生成Cl2，再使Cl2与消石灰反应制漂白粉；实验过程中注意：

一要将浓盐酸与MnO2分开盛放，二要及时对Cl2与消石灰的反应混合物进行冷却，三要及时对尾气进行吸收处理。

依据以上要求，对题中装置进行辨析，分析优缺点，并根据三个装置中的优点，组装一套较完善的实验装置。

捷径：

⑴甲装置能及时对Cl2与消石灰的反应混合物进行冷却，但浓盐酸与MnO2直接混在一起，不易控制反应速率，且没有尾气处理装置，故其优点是d，缺点是a、e。

乙装置能对尾气进行处理，但浓盐酸与MnO2直接混在一起，不易控制反应速率，且没有及时对Cl2与消石灰的反应混合物进行冷却，故其优点是f，缺点是a、

c。

丙装置中浓盐酸与MnO2分开放置，能控制反应速率，但没有对Cl2与消石灰的反应混合物进行冷却，也没有尾气处理装置，故其优点是b，缺点是c、e。

⑵组合甲、乙、丙三个装置中的优点，得装置中气流从左到右的方向是F、B、E。

⑶12mol/L盐酸50mL中的HCl为12mol/L×0.050L=0.60mol，与足量的MnO2反应，因随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐降低，当变成稀盐酸后将不再与MnO2反应，故生成的Cl2小于0.15mol，最终生成的Ca（ClO）2的物质的量也小于0.15mol。

总结：

①温度稍高即发生副反应，是该题确定实验装置的重要条件，部分同学因忽视这一点而难以确定装置的优缺点；②与MnO2反应的盐酸必须是浓盐酸，当盐酸的浓度降低后，反应便不再发生，不少同学未能理解这一点而出错。

例题6：

现有下列三种气体发生装置和三种气体收集装置（如图），要制取Cl2、O2、H2各选用哪种装置最合适？

（a）—（f）中有无同时对这三种气体都适用的装置？

方法：

从制取气体的原理与条件去分析。

捷径：

选择气体发生装置要考虑制取这种气体的反应物状态和反应条件。

制取Cl2是固体（MnO2）和液体（浓盐酸）在加热条件下的反应，这类反应选装置（a）。

该装置还适用于制HCl、SO2、NO2、C2H4等气体。

制取氧气一般用加热固态含氧化合物（KClO3和MnO2的混合物或KMnO4）使其分解的方法，这类反应选装置（c）。

该装置还可用于制NH3、CH4等气体。

制取H2是固体（Zn、Fe等）和液体（稀硫酸或稀盐酸）的反应，不需加热，这类反应选装置（b）。

该装置还可用于制CO2、H2S、C2H2等气体。

以此得结果为：

制取Cl2用（a）、（d）或（e）；制取O2用（c）、（d）或（e）；制取H2用（b）、（d）或（f）。

总结：

选择收集气体的装置要考虑气体的水溶性或对空气的相对密度。

凡在水中溶解度较小的气体，一般都用排水法收集，可得到纯度高的气体，Cl2可跟水反应，在用排水法收集Cl2时水槽中应盛饱和食盐水，以抑制Cl2跟水的反应。

比空气重的气体可用（瓶口）向上排空气法收集；比空气轻的气体可用（瓶口）向下排空气法收集。

聚宝盆：

1．常见的计量仪器有：

托盘天平、容量瓶、量筒、量杯、滴定管、移液管等。

其中容量式量具为：

容量瓶；流出量式为：

量筒、量杯、滴定管、移液管等。

2．常见的加热仪器有：

试管、烧杯、锥形瓶、烧瓶、蒸发皿、坩埚等。

3．实验仪器及装置的选择要考虑多种因素。

因一个化学反应的发生受众多因素制约，如浓度、温度、压强、催化剂等，在确定实验装置或进行反应生成物的计算时，都必须全盘考虑，仔细分析。

4．实验装置或实验步骤设计时，要考虑到实验仪器的使用要求。

如蒸发液体不能选用坩埚，而应用蒸发皿。

5．实验装置的装配的步骤一般为：

先下后上，先左后右。

热身赛：

1．右图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥、收集和吸收有毒气体。

下列各组物质能利用这套装置进行实验的是（    ）

A．MnO2和浓盐酸

B．Na2SO3（s）和浓H2SO4

C．Cu片和浓HNO3           

D．电石和水

2．要在烧杯中于加热条件下配制某溶液50mL，应选择的烧杯是________。

A．400mL烧杯  　B．250mL烧杯 　　C．100mL烧杯  　D．50mL烧杯

作出以上选择的理由是________________________________________________。

3．在实验室中分别制取CO2、H2、Cl2、NH3时，得到的气体中常含有少量杂质，为了得到较纯的气体，请从下列图中选择合适的气体发生装置，净化装置（应放的试剂）、吸收装置，并将其代号填入下表中。

制取的气体

杂质气体

发生装置

净化装置所用试剂

收集装置

（1） CO2

HCl

（2） H2

HC

l

（3） Cl2

H2O

（4） NH3

H2O

4．某学生欲用H2O2催化分解来制取氧气，用浓氨水和生石灰反应来制取氨气。

现有下列仪器装置（另有短乳胶管）可供选择：

（1）若制取干燥氧气，应选用的仪器是________，按气流方向连接的顺序是____________；若测定生成O2体积以确定H2O2含量应选用的仪器是________

，按气流方向连接的顺序是________。

（2）若制取干燥氨气，应选用的仪器是________，按气流方向连接的顺序是____________。

5．用图装置收集以下8种气体（烧瓶位置不得移动）：

①H2、②Cl2、③CH4、④NH3、⑤NO、⑥H2S、⑦HCl、⑧SO2

（1）若烧瓶是干燥的，则由A口进气可收集的气体有____，由B口进气可收集的气体有____。

（2）若在烧瓶中充满水，可收集到的气体有____，气体由____口进入。

（3）若在烧瓶中装入洗液，用于洗气，则气体应由____口进入。

6．实验室里制取（a）溴乙烷（沸点38.4℃）、（b）乙酸（沸点118.1℃）、（c）乙酸乙酯（沸点77.1℃）三种有机物，现有甲、乙、丙三种收集装置。

（1）收集_____

____时，使用甲装置。

（2）收集_________时，使用乙装置。

（3）收集_________时，使用丙装置。

大检阅：

1．BC

2．C，选择烧杯时，烧杯容积是能装溶液体积的二倍最为适宜。

3．

（1）A  E NaHCO3溶液  G 

（2） A  E 水   H

（3）C  E 浓硫酸  G   （4）B  D 碱石灰  F

4．1、（a）、（e）、（h）   

（1）→（7）→（6）→（11） （a）、（d）、（i）

（1）→（5）→（4）→（12）

2、（a）、（f）、（g）   

（1）→（9）→（8）→（10）

5．

（1）H2、CH4、NH3、Cl2、H2S、HCl、SO2 

（2）H2、CH4、NO，A （3）B

6．

（1）（c）  

（2）（b）  （3）（a）