【原创】巩固03 实验装置类试题分析-2020年高三考前微专题巩固及高考猜想

巩固03 实验装置类试题分析

【知识必备】

实验装置类试题主要以实验装置图为情景信息考查以下四方面的问题：对操作原理的认识（解决实验操作的理论依据问题）；对操作方法的认识（解决如何操作的问题）；对操作目的的认识（解决为何要安排这样的操作问题）；对错误操作造成后果的认识（解决为何要这样操作的问题）；实验数据处理能力。从考查的内容看，仍然会涉及基本仪器的使用、实验基本操作、物质的分离和提纯、物质的检验与鉴别、物质的制备、实验方案设计和实验安全问题等，更加突出对实验操作能力和实验设计能力的考查，而且经常以综合实验题的形式出现，同时会与元素化合物、化学概念和理论、有机物制备与分离等知识有机地联系在一起。

1．气体制备的发生装置：选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型。

2

浓硫酸(酸性、无水氯化碱石灰(碱性) 除杂试剂(Cu、

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集方法。

H、O、NO、CH、Cl、HCl、CO、NO、

4

容器接收式使用较大容积的容器接收可能倒吸过来的液体，防止进入气体发生装置或受热的反应容器

防堵塞平衡管式

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

恒压式

使分液漏斗与烧瓶内气压相同，保证漏斗中液

体顺畅流出

防污染吸收式

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

灼烧式

适当时候，点燃尖咀中的有毒可燃气体，充分

燃烧后，转化为对环境无污染的产物

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．装置气密性的检查：

方法仪器类别操作

微热法把导气管的末端插入到水中，用手捂住反应器一段时间或用酒精灯微热，如果导气管末端有气泡冒出，松开手或移走酒精灯后有一段水柱进入导管中，则气密性好

液差法先关上导气管的止水夹，然后向其中加水，使其存在液面差，过段时间液面差保持不变，则气密性良好。如果装置中带有分液漏斗等则要把活塞关闭。如果带有长颈漏斗等要将其末端用水封住，防止气体逸出

外压法塞紧橡胶塞，打开止水夹推动或拉动注射器。推动注射器之后导管中出现一段液柱，且液面差不改变，拉动注射器试管中产生气泡

【典例讲解】

例1、“84”消毒液是防疫冠状病毒必选的消毒剂，消毒液与硫酸反应可以制取氯气(NaClO＋NaCl＋H2SO4Na2SO4＋Cl2↑＋H2O)，为探究氯气的性质，某同学利用此原理制取氯气并设计了如图所示的实验装置。请回答下列问题：

(1)从装置①、②、③中选择合适的气体制备装置(A处)________(填序号)。

(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是___________，说明该装置存在明显的缺陷，请提出合理的改进方法：

_____________。

(3)为了验证氯气的氧化性，将氯气通入Na2SO3溶液中，写出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式：________。

(4)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体，已知酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸，该实验证明氯气与水反应的生成物中含有________。

【答案】(1)②

(2)产生的氯气中含有水蒸气，二者反应生成次氯酸在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)

(3)Cl2＋SO2－3＋H2O===SO2－4＋2Cl－＋2H＋

(4)HCl(或盐酸)

【解析】根据题给装置的信息再结合所学知识，可推测本实验探究氯气的强氧化性及与水的歧化反应，所涉及的反应原理为：Cl 2＋SO2－3＋H2O===SO2－4＋2Cl－＋2H＋，Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO。由本实验提供信息可知制取Cl2选用的合适的制备装置为②；装置B、C中分别放置干燥的红色布条和湿润的红色布条，本想通过布条的褪色现象来探究Cl2是否具有漂白性，但因A、B装置中间无气体干燥装

置导致探究性质失败，需改进后重新操作；Cl2与Na2SO3溶液的反应，证实了氯气具有氧化性；饱和NaHCO3溶液中有无色气体产生，说明产生CO2，结合第二步推测的反应原理，再结合题给信息，酸性：盐酸＞碳酸＞次氯酸。此反应为HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2↑，从而证明生成物中含有HCl。例题2、高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下：

(1)制备MnSO4溶液：在烧瓶中(装置见上图)加入一定量MnO2和水，搅拌，通入SO2和N2混合气体，反应3h。停止通入SO2，继续反应片刻，过滤(已知MnO2+H2SO3===MnSO4+H2O)。①石灰乳参与反应的化学方程式为_______。②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有、___________。③若实验中将N2换成空气，测得反应液中Mn2+、SO42—的浓度随反应时间t变化如下图。导致溶液中Mn2+、SO42—的浓度变化产生明显差异的原因是_________________。

(2)制备高纯MnCO3固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀的pH=7．7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂：Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。①_______________；②___________；③____________；

④_____________；⑤低于100℃干燥。

【答案】(1)①Ca(OH)2+SO2===CaSO3+H2O②控制适当的温度缓慢通入混合气体③Mn2+催化O2与

H2SO3反应生成H2SO4

(2)①边搅拌边加入NaHCO3(或Na2CO3)，并控制溶液pH<7．7②过滤，用少量水洗涤2～3次③检验SO42—是否被洗涤除去④用少量C2H5OH洗涤(凡合理答案均可)

【解析】(1)①由图可知，将N2和SO2在集气瓶中混合均匀后缓慢通入盛有MnO2和H2O的容器中进行反应，尽管如此，SO2也不能完全反应，会有部分SO2气体逸出，多余的SO2气体排放到空气中会污染环境，所以需要有尾气吸收装置，石灰乳的主要作用就是吸收未反应的SO2气体，发生的反应为Ca(OH)2