突破02 常见仪器的作用及规范答题-备战2023年高考化学《化学实验大题》专题突破系列

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常见仪器的作用及规范答题一、对实验仪器与实验装置作用的考查1、常考实验装置作用汇总实验装置主要作用　　　①中橡皮管的作用：平衡压强，使液体能顺利滴下；降低液体体积对气体体积测量的干扰②的作用：干燥或除去气体中的杂质③的作用：吸收尾气，防止污染空气④的作用：干燥气体或吸收气体；防止空气中二氧化碳、水蒸气对实验的影响 ⑤的作用：安全瓶，防止瓶内压强过大⑥的作用：混合气体；干燥气体；通过观察气泡速率控制流量⑦的作用：测量气体体积。读数时注意：装置冷却到室温，上下移动量气管使两液面高度一致，平视量气管内凹液面最低处读出数值⑧中仪器名称与作用：a为布氏漏斗，b为抽滤瓶或吸滤瓶，两者组合配合抽气，使抽滤瓶内压强减小，加快过滤的速率2、高考中的经典实验装置分析汇总实验目的实验装置注意事项探究硫酸亚铁的分解产物　①通入干燥的N2是为了排除装置中的空气②根据实验后反应管中残留固体为红色粉末，其分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑③欲检验SO2和SO3，必须先用C中BaCl2溶液检验SO3，再用D中的品红溶液检验SO2合成正丁醛①反应原理： CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO②温度计C1测的是反应液的温度，温度计C2测的是蒸气的温度ClO2的制备、吸收、释放和应用①反应原理：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O②F中导管应该长进短出③ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收Cl2制备无水MgBr2(强吸水性)①通入干燥的N2是为了防止镁屑与氧气反应，同时依靠气流将溴蒸气带入反应体系②冰水浴的目的是防止液溴和乙醚的挥发③装置A的作用是防止外界水蒸气进入，因为MgBr2有强吸水性制备KClO溶液①B的作用是除去HCl，没有B装置KClO的产率会下降②为了减少副反应，C中加冰水浴制备无水氯化铁①制备无水氯化铁，分液漏斗中加入浓盐酸、烧瓶中加入二氧化锰②B装置内液体为饱和食盐水，吸收Cl2中的HCl，C装置内液体为浓H2SO4，干燥Cl2热分解CuCl2·2H2O制备CuCl①反应原理：②反应结束后先熄灭酒精灯，冷却，停止通入HCl，继续通入氮气是为了防止生成的CuCl被氧化检验草酸晶体(易升华)的分解产物B的作用是冷凝草酸蒸气，防止草酸进入C干扰分解产物CO2的检验化学综合实验题涉及的题型主要有物质组成和性质探究型，物质制备和应用探究型，该类试题一般以实验装置图的形式给出实验流程，其实验流程与考查内容一般如下：搭配仪器的顺序：从下往上，从左往右二、对实验操作与原因分析类题目的考查1、明确各类问题的思考方向(1)“操作或措施”类操作或措施思考方向从溶液中得到晶体的操作蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥蒸发结晶的操作将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分测溶液pH的操作取一小块pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在(或用胶头滴管吸取待测液滴在)试纸中部，观察试纸颜色变化，并与标准比色卡对比滴定操作滴定时，左手控制滴定管活塞，右手振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化证明沉淀完全的操作静置，取沉淀后的上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全洗涤沉淀的操作沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使其全部滤出，重复操作数次检验沉淀是否洗涤干净的操作取最后一次洗涤液，加入××试剂(根据沉淀可能吸附的杂质离子，选择合适的检验试剂)，若没有××(特征现象)出现，证明沉淀已洗涤干净增大原料浸出率的措施搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动(2)“装置或试剂作用”类有机物制备装置中长导管(或冷凝管)的作用冷凝回流、导气有机物分离提纯过程中加无水氯化钙的作用干燥(除水)固液加热型制气装置中恒压分液漏斗上的支管的作用保证反应器(一般为圆底烧瓶)内气压与恒压分液漏斗内气压相等(平衡气压)，使分液漏斗中的液体易于滴下温度计的使用方法蒸馏时温度计水银球与蒸馏烧瓶的支管口相平，测定馏分的温度；制乙烯时温度计水银球插在反应物液面以下(不能接触瓶底)，测定反应液的温度(3)“目的或原因”类目的或原因思考方向沉淀水洗的目的除去××(可溶于水)杂质沉淀用乙醇洗涤的目的a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥冷凝回流的作用及目的防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率控制溶液pH的目的防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等加过量A试剂的原因使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等温度不高于×× ℃的原因温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)减压蒸馏(减压蒸发)的原因减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)蒸发、反应时的气体氛围抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)配制某溶液前先煮沸水的原因除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化反应容器中和大气相通的玻璃管的作用指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大(4)“废液处理”类废液为酸或碱采用中和法废液为氧化剂或还原剂采用氧化还原法废液含重金属离子采用沉淀法废液含有机物采用萃取回收法等2、掌握常考问题的答题规范(1)描述实验现象的答题规范a、有关溶液的现象描述(五大类)①颜色由……变成……②液面上升或下降(形成液面差)③溶液变浑浊或生成(产生)……(颜色)沉淀④溶液发生倒吸⑤产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)等b、有关固体物质的现象描述(四大类)①……(固体)表面产生大量气泡②……(固体)逐渐溶解③……(固体)体积逐渐变小(变细)④……(固体)颜色由……变成……c、有关气体的现象描述(三大类)①生成……色(味)气体②气体由……色变成……色③气体先变……后……(加深、变浅、褪色等)  (2)判断滴定终点的答题规范①答题模板：当滴入最后一滴×××标准溶液后，溶液由×××色变成×××色，或溶液×××色褪去，且半分钟内不恢复原来的颜色②实例：用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液，酚酞作指示剂，滴定终点的判断：当加入最后一滴标准盐酸后，溶液由红色变为无色，且半分钟内不恢复原来的颜色(3)描述离子检验现象的答题规范①答题模板：取试样→加水溶解→加……试剂加……检验试剂→观察现象→得出结论②实例：以SO42―的检验为例：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则证明有SO42―(4)判断沉淀是否洗涤干净的答题规范①答题模板：取最后一次洗涤液少量于试管中，滴入少量××溶液(试剂)，若出现××现象，表明沉淀已洗涤干净②实例：在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SO，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：怎样判断沉淀是否洗净？  取最后一次洗涤液少量于试管中，加入稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，则证明沉淀已洗净(5)气体检验的答题规范①答题模板：将气体通入××溶液中→描述现象→得出结论②实例：以“CO2气体检验”为例  将无色无味的气体通入澄清石灰水中，若溶液变浑浊，则证明该气体是CO2(6)混合固体检验的答题规范①答题模板：a、取少许固体样品于两支试管中，加水溶解，分别再加入……试剂(微热/振荡)，现象是……的是……物质b、取少许固体样品于试管中，加水溶解，把样品分为两等份，一份加……试剂，现象是……的是……物质，另一份加……试剂，现象是……的是……物质②实例：榴石矿石可以看作CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)取矿石少许于试管中，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，则证明矿石中含有FeO  (不能加盐酸溶解)(7)溶液中多种离子检验的答题规范①答题模板：a、取少量溶液于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……的是……物质b、取少量溶液于两支试管中，分别加入……试剂，现象是……继续加入……试剂，现象是……的是……物质②实例：检验某溶液中既含有Fe2＋又含有Fe3＋的方法分别取少量溶液于两支试管中，向其中一支试管中滴加几滴KSCN溶液，溶液显血红色，则证明溶液中含有Fe3＋，再向另一支试管中滴加几滴铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，则证明溶液中含有Fe2＋(8)气体鉴别的答题规范①答题模板：取适量……溶液于两支洁净试管中，分别通入两种气体，能使……(试剂)……(现象)的是……气体，不能使……(试剂)……(现象)的是……气体②实例：鉴别SO2和CO2取适量品红溶液于两洁净的试管中，分别通入两气体，能使品红溶液褪色的是SO2气体，不能使品红溶液褪色的是CO2(9)萃取分液操作的答题规范：将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔，再将分液漏斗下面的活塞打开，使下层液体慢慢沿烧杯壁流下，当下层液体恰好流尽时，迅速关闭活塞。上层液体从分液漏斗上口倒出(10)焰色反应操作的答题规范：铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。(11)容量瓶查漏操作的答题规范：向容量瓶中加适量水，塞紧瓶塞，用手指顶住瓶塞，倒立，用吸水纸检查是否有水珠渗出；如果不漏，再把塞子旋转180°，塞紧，倒置，用同样方法检查(12)滴定管检查是否漏水操作的答题规范a、酸式滴定管：关闭活塞，向滴定管中加入适量水，用滴定管夹将滴定管固定在铁架台上，观察是否漏水，若2分钟内不漏水，将活塞旋转180°，重复上述操作b、碱式滴定管：向滴定管中加入适量水，用滴定管夹将滴定管固定在铁架台上，观察是否漏水，若2分钟内不漏水，轻轻挤压玻璃球，放出少量液体，再次观察滴定管是否漏水(13)滴定管排气泡操作的答题规范a、酸式滴定管：右手将滴定管倾斜30°左右，左手迅速打开活塞使溶液流出，从而使溶液充满尖嘴。b、碱式滴定管：将胶管弯曲使玻璃尖嘴向上倾斜，用两指捏住胶管，轻轻挤压玻璃球，使溶液从尖嘴流出，即可排出碱式滴定管中的气泡(13)检查装置气密性的答题规范①常用方法方法微热法液差法气压法原理升高装置中气体的温度，使气体膨胀缩小装置中气体的体积，增大压强封闭气体的压强增大，使液滴不能滴下图示方法塞紧橡胶塞，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，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，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②抽气法或吹气法图A：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B：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)③分段法：较复杂的实验装置检验气密性时，可分段检查，方法多是常用方法的组合。如图装置，可分别关闭K1、K2，分段检查(14)平衡理论描述类的答题规范①答题模板：a、……存在……平衡，……(条件)使平衡向……(方向)移动，……(结论)b、对于……(反应特点)，……(条件)使平衡向……(方向)移动②实例：利用浓氨水和氢氧化钠作用可以制备NH3，用化学平衡原理分析NaOH的作用浓氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，NaOH溶于氨水放热，c(OH－)增大，使上述平衡向左移动，可生成NH3       【课后作业】1、元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(蓝紫色)、Cr(OH)(绿色)、Cr2O(橙红色)、CrO(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。Cr3＋与Al3＋的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是______________________________________________________________2、用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL 水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；Ⅴ.用0.100 0 mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。步骤Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是______________________________________ 3、判断滤液“除杂”(杂质为 Fe3＋)基本完成的检验方法是_______________________________________4、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如下所示：如何验证“净化除杂”前的溶液中含有Fe2＋：__________________________________________5、以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。      匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO)随时间变化见上图。当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO和HCO，检验洗涤是否完全的方法是______________________________________________________________________6、用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后，试管中残留固体为黑色。经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是_________________________  ________________________________________________________________7、结晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：_______________________________________________8、常温下，如果向AlCl3饱和溶液中不断通入HCl气体，可析出AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因_____________________________________________________________9、惰性电极电解饱和NaCl溶液时，阴极附近的pH增大，结合平衡移动原理解释原因____________________________________________________________________________________ 10、工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O，实验室可用如图装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若________________________，则整个装置气密性良好。                                                   【常见仪器的作用及规范答题】答案1、蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液2、淀粉溶液　溶液由蓝色变为无色，且半分钟内颜色不再改变3、取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全4、取少量滤液于试管中，滴加几滴酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去，证明溶液中含有Fe2＋5、取少许最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全6、用带火星的木条靠近瓶口，如果木条复燃，则证明该气体是氧气，否则不是氧气7、取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层溶液(或过滤，取滤液)于一试管中，滴加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明含有Na2SO4杂质8、AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3·6H2O(s)Al3＋(aq)＋3Cl－(aq)＋6H2O(l)，通入HCl气体，溶液中c(Cl－)增大，平衡向左移动，析出AlCl3·6H2O晶体9、溶液中存在平衡H2OH＋＋OH－，电解时，阴极附近的H＋放电，c(H＋)减小，平衡右移，c(OH－)增大，故pH增大10、液柱高度保持不变