化学培优专题四

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1、培优专题四 化学实验中的“万能瓶”,一、实验装置,二、常见用途 类型1:气体长管进,短管出 1.作气体收集装置。 不装任何试剂(如上图):可用于排空气法收集密度比空气大且不与空气反应的气体,如O2、CO2等。,2.作洗气瓶:(1)装浓硫酸:除去气体中的水蒸气,起干燥作用。如上图A。 (2)装氢氧化钠溶液:除去CO2、SO2等气体。如上图B。,3.用于气体检验。 瓶中装入特定的溶液或药品:气体从长端进入,二者反应,产生显著现象,来证明某种气体的存在。,4.用于监控气体通入的速率。 如给病人输氧气时,可在广口瓶中加入少量水,如图所示:从长管通入氧气,短管接入呼吸罩,则可从广口瓶中产生气泡的速率来监

2、控所通氧气的速率。,【典例1】(2015上海中考)不能达到相应实验目的的装置是 ( ),【解析】选B。因为氢氧化钠溶液能和二氧化碳反应而不能和一氧化碳反应,故A能达到目的;用B装置收集氢气时应该从短管进气,故B不能达到目的;C装置收集氧气应该从长管进,因为氧气的密度大于空气,能达到目的;因为氯化氢能和硝酸银溶液反应产生白色沉淀,D能达到目的。,【典例2】(2014陕西中考)实验室制取CO2的有关操作如下图,不正确的是 ( ),【解析】选B。选项B的错误原因主要在于反应原理错误,实验室不能用稀硫酸和大理石反应制取CO2,因为产物CaSO4是微溶物,会附着在大理石表面,阻止了反应的进一步进行。,【

3、互动探究】若题中D项装置用于向上排空气法收集氧气时,应如何进行验满? 提示:向上排空气法收集氧气时,氧气从a端进入集气瓶,空气从b端排出,当氧气收集满时,b端排出气体为氧气,故可以用带火星的木条放在b端,若木条复燃,说明已经集满。,【典例3】下列装置常用于实验室制取气体。根据给出的装置回答下列问题:,(1)指出编号仪器名称: ; 。 (2)实验室利用A装置制取氧气,反应原理用化学方程式表示为 。 利用C装置收集氧气的最佳时刻是 。 (3)制取并收集二氧化碳应选择的装置是 (从AE中选择),使用该套装置制取气体的突出优点是 , 该反应原理用化学方程式表示为 。,若改用F装置收集二氧化碳,则气体应

4、从 端进入。制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体与水蒸气,欲使用G、H装置将以上杂质气体除去,则装置正确的连接顺序是混合气体 (用端口字母表示)。,【解析】本题结合气体的制备装置考查仪器名称、制取气体的装置选 择、收集气体的最佳时机的选择、气体除杂的方法及溶液pH的测定等 知识。(2)因A装置适合于固体加热制取气体,又因试管口未塞棉花,故 应用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气;要收集到较纯净的 氧气,应待导管口有气泡连续均匀冒出时才能收集。(3)因实验室制取 二氧化碳时是用石灰石(固体)和稀盐酸(液体)在常温下反应,可选用B 做发生装置,因二氧化碳的密度比空气大且能溶于水,并能与水发生

5、,化学反应,故只能用向上排空气法(E装置)收集;若用F装置收集二氧化碳,仍需用向上排空气法收集,故气体应从b端进入;要除去二氧化碳中的氯化氢气体和水蒸气,应选用饱和碳酸氢钠和浓硫酸,且除杂顺序为先除去氯化氢,后除去水蒸气,且遵循“长进短出”的原则,即连接顺序为efcd(或efc)。,答案:(1)铁架台 长颈漏斗 (2)2KClO3 2KCl+3O2 导管口有气泡连续均匀冒出时 (3)B、E 可以随时控制反应发生或停止 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 b efcd(或efc),【典例4】实验室常用下列装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题。,(1)仪器a的名称是 。 (2)

6、实验室制取氧气时,选用的收集装置是 (填字母序号)。 若改用如图装置收集氧气,则气体应从 进(填“a”或“b”)。,(3)小明取一定浓度的盐酸与石灰石反应制取气体,反应的化学方程式为 ;将生成的气体通入澄清石灰水中,未见变浑浊。为探究其原因,进行了如下过程: 【作出猜想】A.石灰水已经完全变质; B.气体中有挥发出来的HCl气体。,【实验探究】取少量石灰水于试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡,观察到溶液变红色。于是排除了猜想A,你认为排除猜想A的理由是 。 小明想探究所得气体中是否有挥发出来的HCl气体,设计如下实验。请你帮他完成实验,填写以下表格:,【查阅资料】碳酸钠溶液中通入二氧

7、化碳发生反应:Na2CO3+CO2+H2O =2NaHCO3 【拓展延伸】如果用上述原料制得纯净的二氧化碳气体,所选仪器的连接顺序为 (填字母)。,【解析】(2)氧气的密度比空气大,难溶于水,可用向上排空气法或排水法收集,故选C装置;如图装置是用排水法收集氧气,由于水只能从a端排出,故氧气从b端通入; (3)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳: CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O。,【实验探究】酚酞试液变红,说明溶液呈碱性,即含有氢氧化钙,若氢氧化钙完全变质了,那么氢氧化钙与二氧化碳反应生成的是碳酸钙沉淀和水,不能使酚酞试液变成红色;氯化氢气体溶于水形成盐酸,要证明含有盐

8、酸,即证明含有氯离子,那么可将气体通入硝酸银溶液中,若产生白色沉淀,则证明含有氯化氢气体。,【拓展延伸】要得到纯净的二氧化碳气体,那么要先把氯化氢气体和水蒸气除去,其中氯化氢气体可用饱和的碳酸氢钠溶液除去,水蒸气可用浓硫酸除去。 答案:(1)酒精灯 (2)C b (3)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O,【实验探究】酚酞试液变红,说明溶液中存在碱性物质Ca(OH)2 【拓展延伸】B、H、E、C,类型2:气体短管进,长管出 1.作气体收集装置: (1)不装任何试剂:可用于排空气法收集密度比空气小且不与空气反应的气体,如H2、CH4等。 (2)装水:用排水法收集难溶于水的气体,如H2

9、等。,【拓展延伸】“万能瓶”的仪器变式 如果瓶子倒放,则在收集气体时,所有的进出气口与瓶子正放时也应该交换,如CO2、O2等气体应从b端进入,空气从a端排出;而NH3、H2等气体应从a端进入。万能瓶用排空气法收集气体时也可倒置使用,如图装置。,2.作量气装置。 瓶内盛满水(也可不盛满),如图所示,气体从a端进,水从b端出,用量筒测排出水的体积,则为该温度压强下所产生的气体的体积,若气体能溶于水,可在瓶内水面上加一层油。,【典例5】下列实验设计及气体流向(“”表示气体流向)正确的 是 ( ),【解析】选C。干燥二氧化碳,则该装置应该是洗气瓶,气体的流向应为“长进短出”,A错误;收集氢气,该装置应

10、为集气瓶,由于氢气的密度比空气小,应采用向下排空气法收集,气体的流向应为“短进长出”,B错误;收集氨气,该装置应为集气瓶,由于氨气密度小于空气,应采用向下排空气法,即该装置采用“长进短出”,C正确;收集氧气,该装置为集气瓶,由于要排出装置内的液体,所以应该采取“短进长出”的方法,D错误。,【典例6】(2015德州中考)下图是干燥、收集某气体的装置。由 实验装置可以推测该气体的有关性质,请你在表中找出相对应的选 项 ( ),【解析】选C。本题考查学生干燥、收集气体的实验能力。解答本题的关键应明确3点:(1)氢氧化钠固体不能干燥其水溶液显酸性的气体;(2)该收集方法是向下排空气法,其密度比空气密度

11、小;(3)从装置可以看出该气体极易溶于水。由题意分析,故选C。,【典例7】(2014铜仁中考)小芳设计了如下气体制取与性质验证的组合装置。打开分液漏斗活塞放出一定量过氧化氢溶液后,关上活塞,A中出现大量气泡,B中白磷燃烧,C中液面下降,稀盐酸逐渐进入D中。请看图回答问题:,(1)A中发生反应的化学方程式为 。 (2)B中白磷能够在水下燃烧的原因是 。 (3)E中的实验现象是 。 (4)用F装置收集气体的依据是 。,【解析】本题考查气体的制取与性质的验证。(1)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气。(2)B中白磷在热水中温度较高,达到了着火点,当与氧气接触时燃烧。(3)二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液变红。(4)二氧化碳的密度比空气的密度大且不与空气反应,可用向上排空气法收集。,答案:(1)2H2O2 2H2O+ O2 (2)提供了氧气且温度达到了着火点 (3)溶液变红 (4)CO2的密度大于空气的密度且不与空气反应,