熱點(diǎn)強(qiáng)化4儀器的組合與氣體體積的測(cè)定一、儀器的組合與創(chuàng)新應(yīng)用受條件限制為完成特定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，在掌握?shí)驗(yàn)儀器常規(guī)使用方法的基礎(chǔ)上，利用實(shí)驗(yàn)原理對(duì)儀器進(jìn)行組合“一器多用”“多器同用”甚至革新顯得十分重要。有關(guān)試題在綜合實(shí)驗(yàn)裝置判斷題中十分常見(jiàn)，解答這類(lèi)試題時(shí)，除了要知道所給儀器或裝置的特點(diǎn)，還必須清楚實(shí)驗(yàn)的目的、發(fā)生反應(yīng)的原理、生成物的性質(zhì)、反應(yīng)發(fā)生的條件、實(shí)驗(yàn)中有無(wú)雜質(zhì)干擾、如何排除雜質(zhì)干擾等。應(yīng)用實(shí)例總結(jié)如下：1．用途多變的廣口瓶回答下列問(wèn)題：(1)收集氣體(如圖A)，若用排空氣法收集CO2，則應(yīng)從________口進(jìn)氣；若瓶中裝滿(mǎn)飽和食鹽水，從__________口進(jìn)氣收集Cl2；也可用A裝置除去Cl2中的少量HCl，則廣口瓶中盛放_(tái)_______，應(yīng)從________口進(jìn)氣。答案ba飽和食鹽水b(2)裝置E可用于貯存少量氣體，若E中收集了少量H2，排出H2的方法是__________________。答案打開(kāi)止水夾，向長(zhǎng)頸漏斗中注入適量蒸餾水(3)圖中可用于測(cè)量氣體體積的是________(填裝置字母，下同)，用作安全瓶的是_________，接在氣體連續(xù)制備的實(shí)驗(yàn)裝置中間，用于控制氣流平穩(wěn)的裝置是_______________。答案CDB(4)用于監(jiān)控氣體流速(如圖F)，廣口瓶中盛有液體，從________端通入氣體，根據(jù)液體中產(chǎn)生氣泡的速率來(lái)監(jiān)控通入氣體的流速。答案a2．干燥管的“一材多用”裝置舉例說(shuō)明盛放固體吸收劑圖a可用在裝置末端吸收尾氣或防止外界水蒸氣進(jìn)入裝置，干擾實(shí)驗(yàn)。圖b可連在裝置中間，檢驗(yàn)?zāi)撤N氣體組裝氣體發(fā)生裝置類(lèi)似啟普發(fā)生器原理，通過(guò)調(diào)節(jié)活塞，進(jìn)而使產(chǎn)生的氣體調(diào)控液面高度而決定反應(yīng)是否繼續(xù)3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全的創(chuàng)新設(shè)計(jì)(1)防倒吸裝置的創(chuàng)新(以用水吸收氨氣為例)防倒吸原理①肚容式：(上圖中的發(fā)散源及Ⅰ和Ⅱ)由于上部有一容積較大的空間，當(dāng)水進(jìn)入該部分時(shí)，燒杯(或試管)中液面顯著下降而低于漏斗口(或?qū)Ч芸?，由于重力作用，液體又流回?zé)?或試管)中。②接收式(上圖中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)使用較大容積的容器將可能倒吸來(lái)的液體接收，防止進(jìn)入前端裝置(如氣體收集裝置等)。它與肚容式的主要區(qū)別是液體不再流回原容器。③隔離式(上圖中的Ⅵ、Ⅶ)導(dǎo)管末端與液體吸收劑呈隔離狀態(tài)，導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng)不會(huì)減小，能起到防倒吸作用。(2)防堵塞安全裝置(3)防污染安全裝置①實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，尾氣的處理可采用b裝置。②制取CO時(shí)，尾氣處理可采用a、c裝置。③制取H2時(shí)，尾氣處理可采用a、c裝置。二、氣體體積的測(cè)定氣體體積的測(cè)定既可通過(guò)測(cè)量氣體排出的液體體積來(lái)確定(二者體積值相等)，也可直接測(cè)量收集的氣體體積。測(cè)量氣體體積的常用方法：(1)直接測(cè)量法。如圖A、B、C、D、E均是直接測(cè)量氣體體積的裝置。A裝置測(cè)量前可先通過(guò)調(diào)整左右兩管的高度使左管(有刻度)充滿(mǎn)液體，且兩管液面相平。C裝置則是直接將一種反應(yīng)物置于倒置的漏斗中，另一反應(yīng)物置于水槽中，二者反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可以直接測(cè)量。D裝置用于測(cè)量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積。讀數(shù)時(shí)，球形容器和量氣管液面相平，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于被反應(yīng)管吸收后剩余氣體的體積。解答該量氣裝置讀數(shù)時(shí)的答題模板：①將××××恢復(fù)至室溫。②調(diào)節(jié)×××與×××兩端液面相平。③視線與×××在同一水平線上。E裝置直接測(cè)量固液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積，注意應(yīng)恢復(fù)至室溫后，讀取注射器中氣體的體積(一般適合滴加液體量比較少的氣體體積的測(cè)量)。(2)間接測(cè)量法。如F裝置是通過(guò)測(cè)量氣體排出的液體體積來(lái)確定氣體體積。1．已知HCl難溶于CCl4，則如下圖所示裝置中，不適宜用于HCl氣體尾氣吸收的是()答案B2．用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A．瓶中盛有適量濃硫酸，從A口進(jìn)氣來(lái)干燥NH3B．從B口進(jìn)氣，用排空氣法收集CO2C．瓶中裝滿(mǎn)水，從B口進(jìn)氣，用排水法收集NO2D．瓶中裝滿(mǎn)水，A口連接導(dǎo)管并伸入量筒中，從B口進(jìn)氣，用排水法測(cè)量生成H2的體積答案D解析A項(xiàng)，不能用濃硫酸干燥NH3；B項(xiàng)，用向上排空氣法收集CO2時(shí)，應(yīng)從A口進(jìn)氣；C項(xiàng)，NO2與H2O反應(yīng)，不能用排水法收集；D項(xiàng)，H2難溶于水，從B口進(jìn)入H2，能將瓶中水壓入量筒中，進(jìn)入量筒中水的體積即為H2的體積。3．下列用如圖裝置(加熱及夾持儀器已略去)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，不能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A．裝置①中的a可用于吸收尾氣中的Cl2，b可用于吸收氣體時(shí)防倒吸B．裝置②可實(shí)現(xiàn)制取CO2實(shí)驗(yàn)中的“即關(guān)即止，即開(kāi)即用”的作用C．利用裝置③制取SO2，并驗(yàn)證其還原性D．利用裝置④驗(yàn)證KHCO3和K2CO3的熱穩(wěn)定性，X中應(yīng)放的物質(zhì)是K2CO3答案D解析①中堿石灰可吸收Cl2，b常用于防倒吸，A項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模虎陉P(guān)閉止水夾時(shí)，產(chǎn)生的CO2將鹽酸壓入左側(cè)，大理石與鹽酸分離，反應(yīng)停止，打開(kāi)止水夾時(shí)，CO2氣體排出，壓強(qiáng)減小，鹽酸又流回右側(cè)與大理石反應(yīng)產(chǎn)生CO2，B項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；③中大試管中Cu與濃硫酸反應(yīng)生成SO2氣體，若小試管中酸性KMnO4溶液褪色，則證明SO2具有還原性，C項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；④中KHCO3受熱不穩(wěn)定，X中應(yīng)放的物質(zhì)是KHCO3，D項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．ClO2作為一種廣譜型的消毒劑，將逐漸用來(lái)取代Cl2成為自來(lái)水的消毒劑。已知ClO2是一種易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑的氣體，實(shí)驗(yàn)室制備ClO2的原理是用亞氯酸鈉固體與氯氣反應(yīng)：2NaClO2＋Cl2=2ClO2＋2NaCl。下圖是實(shí)驗(yàn)室用于制備和收集一定量較純凈的ClO2的裝置(某些夾持裝置和墊持用品省略)。其中F中盛有CCl4液體(用于除去ClO2中未反應(yīng)的Cl2)。解答下列有關(guān)儀器名稱(chēng)、連接、裝置作用等相關(guān)問(wèn)題：(1)裝置A中導(dǎo)管a的作用是______________________________________________________。(2)裝置B可用于暫時(shí)儲(chǔ)存多余的氯氣，實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉活塞K，B中觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________________________________。(3)裝置C的作用是_______________________________，C中所盛試劑是________________。(4)D、F都是洗氣瓶，其中D的作用是___________________________________________。(5)G為ClO2收集裝置，應(yīng)選用的裝置是________(填序號(hào))，其中與F裝置導(dǎo)管相連的導(dǎo)管口是________(填字母)。(6)裝置H的作用是________________。答案(1)平衡氣壓，便于液體順利滴下(2)集氣瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗b中液面上升，瓶中氣體呈黃綠色(3)除去Cl2中混有的HCl，平衡氣壓，防止氣壓過(guò)大飽和食鹽水(4)干燥Cl2(5)②q(6)防倒吸5．欲測(cè)定金屬鎂的相對(duì)原子質(zhì)量，請(qǐng)利用下圖給定的儀器組成一套實(shí)驗(yàn)裝置(每個(gè)儀器只能使用一次，假設(shè)氣體的體積可看作標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。填寫(xiě)下列各項(xiàng)(氣流從左到右)：(1)各種儀器連接的先后順序是______接______、________接______、______接______、________接________(用小寫(xiě)字母表示)。(2)連接好儀器后，要進(jìn)行的操作有以下幾步，其先后順序是___________________(填序號(hào))。①待儀器B中的溫度恢復(fù)至室溫時(shí)，測(cè)得量筒C中水的體積為VamL；②擦掉鎂條表面的氧化膜，將其置于天平上稱(chēng)量，得質(zhì)量為mg，并將其投入試管B中的帶孔隔板上；③檢查裝置的氣密性；④旋開(kāi)裝置A上分液漏斗的活塞，使其中的水順利流下，當(dāng)鎂完全溶解時(shí)再關(guān)閉這個(gè)活塞，這時(shí)A中共放入水VbmL。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算出金屬鎂的相對(duì)原子質(zhì)量，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)____________________。(4)若試管B的溫度未冷卻至室溫，就讀出量筒C中水的體積，這將會(huì)使所測(cè)定鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(5)仔細(xì)分析上述實(shí)驗(yàn)裝置后，經(jīng)討論認(rèn)為結(jié)果會(huì)有誤差，于是又設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。①裝置中導(dǎo)管a的作用是_________________________________________________________。②實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL。則產(chǎn)生氫氣的體積為_(kāi)_______mL。答案(1)ahgbcfed(2)③②④①(3)eq\f(22.4×1000m,Va－Vb)(4)偏小(5)①平衡氣壓，使稀硫酸能順利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差②V1－V2解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募案餮b置的特點(diǎn)分析可知：利用裝置A中的水壓