第10讲 仪器的组合与创新使用

新教材第10讲仪器的组合与创新使用第三章化学实验基础知识复习目标1.了解同一仪器在不同组合中的用途及不同仪器组合的同一用途。2.了解仪器的创新使用。内容索引考点一一器多用与多器一用考点二实验中常见仪器或装置的创新设计答题规范装置的气密性检查考点三气体体积的测定专项突破归纳整合考点一一器多用与多器一用1.用途多变的广口瓶必备知识归纳整合回答下列问题：(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。Abaa1.用途多变的广口瓶必备知识归纳整合回答下列问题：(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。F饱和食盐水a1.用途多变的广口瓶必备知识归纳整合回答下列问题：(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。打开止水夹，向长颈漏斗中注入适量蒸馏水1.用途多变的广口瓶必备知识归纳整合回答下列问题：(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。CDaB1.用途多变的广口瓶必备知识归纳整合回答下列问题：(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。a作用：干燥气体使气体混合均匀通过观察气泡，调节气体流速必备知识归纳整合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、吸收及检验装置检验水蒸气干燥气体吸收CO2也可以定量测定气体的质量“左吸右挡必备知识归纳整合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(2)用于组装防倒吸装置必备知识归纳整合3.实验仪器的“多器一用”(1)可以测量气体体积的装置必备知识归纳整合3.实验仪器的“多器一用”(2)可用于冷凝或冷却的装置冷凝、导气冷凝回流必备知识归纳整合3.实验仪器的“多器一用”(3)可用于气体干燥或除杂的装置关键能力专项突破1.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.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D不能用浓硫酸干燥NH3A口3NO2+H2O=2HNO3+NOAB(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？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Ca2H2O22NH38H2O=CaO28H2O2NH4+制备过氧化钙，装置如图所示。(1)W的作用是_________，写出反应的化学方程式：。制备NH3分液漏斗导气，并防止发生倒吸现象防止H2O2分解按要求回答问题。Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O专项突破归纳整合考点二实验中常见仪器或装置的创新设计1.干燥管的创新使用必备知识归纳整合防倒吸装置简易的过滤装置，如净化天然水。简易的启普发生器，其优点为。可控制反应的发生和停止启普发生器[补充扩展]启普发生器[补充扩展]块状固体和液体不加热制备气体装置1）装置的优点：随开随用，随关随停。2）先放块状固体后加液体。加入的液体要适当。3）瓶内气密性要好。要求:固体为块状，生成的气体微溶或难溶于水制备H2、CO2、H2S等2.多种仪器的创新使用必备知识归纳整合(1)控制反应发生和停止的装置简易启普发生器2.多种仪器的创新使用必备知识归纳整合(1)控制反应发生和停止的装置已知有以下几种气体发生原理a.CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2b.Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2c.2H2O22H2OO2d.ZnH2SO4=ZnSO4H2可利用甲、乙装置来制备的气体发生原理有(填字母)。ad简易启普发生器2.多种仪器的创新使用必备知识归纳整合(1)控制反应发生和停止的装置对于丙装置，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。将Cu丝插入浓硝酸中将Cu丝上提，使之与浓硝酸分离在定量测量气体体积时还可以.2.多种仪器的创新使用必备知识归纳整合(2)平衡气压装置橡胶管a的作用是，平衡气压，便于液体顺利流下减小实验误差滴下来的稀硫酸占体积，造成测得气体体积偏大支管b必备知识归纳整合2.多种仪器的创新使用(3)防倒吸装置肚容式倒扣漏斗式安全瓶接收式隔离式必备知识归纳整合2.多种仪器的创新使用(4)防堵塞安全装置插入液面中的长玻璃管与大气连通，流动的气体若在前方受阻，增大的气压会随玻璃管中液面的上升而得到调节,起到防堵塞的作用液封平衡式:点燃尖嘴中的有毒可燃性气体，充分燃烧后，转化为对环境无污染的产物a燃烧式b吸收式:容器中盛有与有毒气体反应的溶液，将未反应的有毒气体吸收，使其不扩散到空气中，造成污染c收集式:利用气球或球胆将有毒气体收集后，另作处理，避免其逸散到空气中，污染环境(5)防污染安全装置a燃烧式b吸收式c收集式(5)防污染安全装置a燃烧式b吸收式c收集式制取H2时，是否需尾气处理？。若需要可采取装置。制取CO时，尾气处理可采用装置。实验室制取Cl2时，尾气的处理可采用装置。ba、c需要a、c——用吸收Cl2、CO2、SO2、SO3、NO2、H2S等HCl——用水吸收NH3——用水或稀硫酸吸收H2、CH4、C2H4、C2H2、CO等可燃性气体，都需要进行尾气处理。一般采用燃烧或气球收集的方法处理NaOH溶液？？关键能力专项突破1.草酸晶体(H2C2O42H2O)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)D关键能力专项突破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H2b.用过氧化钠与水反应制取O2c.用二氧化锰与浓盐酸反应制取Cl2d.用铜片与浓硝酸反应制取NO2a过氧化钠为粉末状固体MnO2为粉末且反应需要加热产物NO2易溶于水溶液专项突破归纳整合考点三气体体积的测定气体体积测定的装置必备知识归纳整合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。A、B、C、E直接测量收集的气体体积D、F测量气体排出的液体体积必备知识归纳整合测量前，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。装置A：橡皮软管[调节液面高度使左右相平时读数]进气排水气体体积测定的装置必备知识归纳整合装置B、C：B先将气体冷却至室温；调节量筒高度，使量筒内外的液面相平；平视读取体积。C比如:活泼金属(如钠等)与水锌与稀硫酸反应产生H2体积的测定读数时:量筒内外液面相平时读数气体体积测定的装置必备知识归纳整合用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积数。装置D：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测量前，可先通过调整量气管高度使球形容器和量气管液面相平气体体积测定的装置必备知识归纳整合注意:应恢复至室温后再读取注射器中气体的体积。装置E：直接测量固液反应产生气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。如：锌与稀硫酸反应产生H2体积的测定气体体积测定的装置必备知识归纳整合F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。解答该量气装置读数时的答题模板：将恢复至室温。调节与两端液面相平。视线与在同一水平线上。若要量取易溶于水的气体的体积(如测定SO2或HCl气体的体积)，上述装置应如何改进？SO2换成有机溶剂如苯或汽油等气体体积测定的装置1.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，所用的步骤有冷却至室温；调节使水准管和量气管液面持平；读数。正确的顺序是A.B.C.D.A关键能力专项突破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)。ahgbcfedhg稀盐酸Efe水Dd利用装置A中的水压将E中稀盐酸压至B中(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)。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VamL；擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量，得质量为mg，并将其投入试管B中的多孔塑料板上；检查装置的气密性；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VbmL。hg稀盐酸Efe水Dd(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______。hg稀盐酸Efe水Dd(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”)。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。偏小专项突破归纳整合答题规范装置的气密性检查装置气密性的检查1)凡是制气装置都存在气密性检查问题一般应在仪器连接完之后，添加药品之前进行气密性检查。2)气密性检查的方法多种多样。但总的原则是：在装置中形成封闭体系，然后改变封闭体系中的气体压强，再通过其中的某些现象判断气密性好坏。【专题精讲】(1)常用方法微热法具体操作:塞紧橡胶塞，将导气管末端伸入盛水的烧杯中，用手捂热(或用酒精灯微热)烧瓶现象:烧杯中有气泡产生，停止微热，冷却后导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降原理:升高装置中气体的温度，使气体膨胀形成封闭体系改变体系气体压强微热法检查的关键词是:封闭、微热、气泡、水柱装置气密性的检查【专题精讲】液差法具体操作:现象:原理:装置b:塞紧橡胶塞，用止水夹夹住导气管的橡胶管部分，从长颈漏斗向试管中注水至液面高于试管中的液面停止加水后一段时间内，液面差保持不变缩小装置中气体的体积，增大压强液差法的关键词是封闭、液差装置c：从乙管加入适量水，使乙管液面_____甲管液面，静置；高于(1)常用方法装置气密性的检查【专题精讲】气压法(滴液法)具体操作:现象:原理:封闭气体的压强增大，使液滴不能滴下塞紧橡胶塞，关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，向烧瓶中加水一段时间后，液滴不能滴下(1)常用方法装置气密性的检查【专题精讲】(1)常用方法装置气密性的检查【专题精讲】抽气法或吹气法图e：轻轻向外拉动(或向里推动)注射器的活塞，一段时间后，活塞能回到原来的位置，表明装置的气密性良好。(气压法的拓展)图f：打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面上升，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面保持稳定，则表明装置的气密性良好。(液差法的拓展)关闭分液漏斗活塞加水液封1、打开活塞。2、球型漏斗中加水至淹没球型漏斗下端(水封)3、关闭活塞。4、球型漏斗中加水（产生液面差）。5、静止观察液面差是否变化。启普发生器气密性检查方法:【补充拓展】装置气密性的检查【专题精讲】如下图装置，可分别关闭K1、K2，用微热法分段检查。(2)其他方法分段法:较复杂的实验装置检验气密性时,可分段检查.方法多是常用方法(微热法、液差法、气压法等)的组合。关闭分液漏斗活塞微热1.试管内加入一定量的水，使长颈漏斗下端浸入水中，导管上连接一个针筒.当活塞往外拉时，发生的现象________。当活塞往里推时，发生的现象。漏斗下端有气泡漏斗颈内液面上升乙2.下图为量气装置，试管A为气体的发生装置，量气管由甲、乙两根玻璃管组成，甲固定在铁架上，乙可以上下移动，实验前如何检查装置的气密性？向乙管中注入适量水，使乙管液面高于甲管液面。静置片刻，若液面差保持不变证明装置不漏气，反之则漏气。液差法归纳总结:装置气密性的检查2.检查装置气密性一般步骤:比如：堵死一头,另一头通过导管插入水中第三步:根据现象判断装置的气密性第二步:设法使密封系统内产生压强变化(温度改变或容积改变)第一步:安装好装置，将装置处理成一个密闭体系；(微热、手捂、热毛巾捂、加水、吹气等)装置气密性检查必须在放入药品之前进行。使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。1.气密性检查的基本思路装置形成封闭体系3.对气密性检查答题规范要求：得出结论。描述现象操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)注意：微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱。液差(封)法的关键词是封闭、液差。归纳总结:装置气密性的检查归纳总结:装置气密性的检查将导管末端浸入水中；关闭或者开启某些气体通道的活塞或弹簧夹；加水至“将长颈漏斗下口浸没”。4.答题时易忽略的几句关键性的文字叙述：1.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_______________________________________________。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)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：_____________________________________。不可行无论气密性是否良好，b中的液体均能顺利滴下题组练习常见装置的气密性检查题组练习常见装置的气密性检查2.下列是一些装置气密性检查的方法，其中正确的是()B烧杯中有气泡产生，停止微热，冷却后导气管末端形成一段水柱，且保持一段时间不下降停止加水后，长颈漏斗中的液面高于试管中的液面，且液面差不再改变未形成封闭体系现象？现象？题组练习常见装置的气密性检查3.对下列装置，不添加其他仪器无法检查气密性的是()液差法微热(手捂)法抽气法A微热(手捂)法观察是否有气泡冒出题组练习常见装置的气密性检查4.某实验小组利用如下装置(部分固定装置略去)制备氮化钙(Ca3N2)，并探究其实验式。关闭活塞K，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬质玻璃管，若导管口有连续均匀的气泡冒出，撤去酒精灯冷却一段时间，导管内形成一段水柱，并且一段时间不回落，说明装置气密性良好形成封闭体系升温，增大气体压强现象：气泡、水柱结论按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是:题组练习常见装置的气密性检查向D装置的烧杯中加水，将导管插入水中，向B装置的长颈漏斗中加水至浸没漏斗的下端管口，打开B装置的活塞K，关闭A装置的分液漏斗的活塞，用酒精灯在A装置的烧瓶底部微热，若导管口有气泡产生，撤走酒精灯，导管里形成一段水柱，说明该装置的气密性良好。(或液差法:向长颈漏斗中加水产生液面差)5.检查装置气密性:将I装置的导管口插入水槽的水面下，关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯在A装置的烧瓶底部微热，若导管口有气泡产生，撤走酒精灯，导管里形成一段水柱，说明该装置的气密性良好。6.检查装置气密性:题组练习常见装置的气密性检查检查该装置气密性时，先在试管中加入适量水，使玻璃管未端浸没在水中，然后_______________(填写操作方法)，若看到____________(填现象)时，表明装置气密性良好。将注射器活塞缓缓往外拉导管口有气泡产生7.检查装置气密性:题组练习常见装置的气密性检查