1、1,實驗探究 “儀器改造”與“一器多用” 一、“儀器改造” 在掌握實驗儀器常規(guī)使用方法的基礎上，能利用實驗 原理對儀器進行革新，下面的幾種儀器或裝置均進行 了改造。 1.符合啟普發(fā)生器原理的制氣裝置 用啟普發(fā)生器制取氣體的好處在于可以隨開隨用，隨 關隨停。在沒有啟普發(fā)生器的情況下，可以設計一些 簡易裝置代替啟普發(fā)生器使用。實驗裝置圖：(見圖 ),2,3,以下裝置也能隨開隨用:,4,2.尾氣處理裝置的改造,5,【實驗探究1】實驗室制取H2、CO2、H2S等氣體,往往都 用啟普發(fā)生器。它有開后即制氣、關閉即停止的便利， 其不足之處在于體積大，浪費藥品，制作工藝水平高， 價格較貴。某課外興趣小組的同

2、學設計了以下幾種簡 易的裝置：,6,(1)圖、圖、圖裝置是基于什么物理原理設計 的 。,7,(2)圖裝置與圖、圖、圖有很大不同。如果用 FeS固體與稀硫酸，用圖裝置來制取H2S，請簡述操 作步驟： 。,8,（3）如果利用圖裝置制取一定量的H2，其操作過程 是 。,解析 為達到四個“隨”的要求（隨用隨制，隨關隨停），組裝儀器的關鍵是要讓固體時而接觸液體、時 而又和液體分離。仔細觀察后，發(fā)現(xiàn)圖、圖、圖 都與啟普發(fā)生器的功能類似，圖則換了一種思路， 也是利用了實驗的操作方法來實現(xiàn)隨用隨制,隨關隨停。,9,答案 （1）連通器原理 (2)在錐形瓶中注入適量的稀硫 酸，把FeS固體裝入多孔袋中，用高強度的

3、化纖扎緊袋 口，并系好銅絲，將多孔袋懸空，按圖示裝置放好，打 開活塞，塞好橡皮塞，放松銅絲，讓袋浸沒在稀硫酸中， 若要停止反應，抽提銅絲，便可將裝有FeS的袋子脫離 稀硫酸而終止反應 （3）打開活塞把裝有鋅粒的干燥管 浸入裝有稀硫酸的燒杯中,10,二、“一器多用” “一器多用”是根據(jù)同一種儀器或同一套裝置用途的 多樣性，從中選擇滿足實驗設計要求的某種用途來組 裝儀器并完成實驗。學生掌握“一器多用”在靈活應 用實驗儀器的過程中提高學生的實踐動手能力，培養(yǎng) 創(chuàng)新能力。下面兩個例子希望能起到拋磚引玉的作用。 （一）廣口瓶（如圖1所示） 廣口瓶主要有以下幾個用途，同時注 意不同用途中，導氣管的長短不同

4、。,11,1.若氣體長管進短管出 （1）可作洗氣瓶 裝NaOH溶液： 可除去CO2、SO2、NO2、HCl等酸性氣體。 裝濃H2SO4：可除去水蒸氣，起干燥作用。 （2）可作氣體的驗證器 如裝品紅溶液：可驗證SO2。 （3）作氣體收集裝置 不裝任何試劑：可作排空氣法收集密度比空氣大且不與 空氣反應的氣體如：CO2、SO2、NO2、Cl2、HCl等。,12,（4）用于監(jiān)控氣體通入的速率 例如：給病人輸氧氣時，可在廣口瓶中 加入少量水，從b端通入氧氣，a端接入 呼吸罩，則可從廣口瓶中氣泡的速率來 監(jiān)控所通氧氣的速率（如圖2）。,13,2.若氣體短管進長管出 （1）作氣體收集裝置 裝水：可作排水法收

5、集難溶于水的氣體，如H2、 CH4、CO、N2、NO、C2H4、O2； 裝飽和食鹽水可收集Cl2; 不裝任何試劑：可作排空氣法收集密度比空氣小且 不與空氣反應的氣體，如H2、CH4、NH3。 （2）用作防倒吸裝置,14,（3）用作量氣裝置 瓶內(nèi)盛滿水（也可不盛滿）：如圖3 所示，氣體從a端進，水從b端出。用 量筒測排出水的體積，則為該溫度、 壓強下所產(chǎn)生的氣體體積。若氣體能 溶于水，可在瓶內(nèi)水面上加一層油。,15,【實驗探究2】利用下圖所示裝置收集或干燥以下三種 氣體。（圖中燒瓶的位置不得變化） Cl2 NH3 NO(答案均填序號) （1）若燒瓶是干燥的，則由B口進 氣可收集的氣體有 。 （2

6、）若燒瓶是干燥的，則由A口進氣 可收集的氣體有 。 （3）若燒瓶充滿水，可收集的氣體有 ；此時氣體由 口進入。 （4）若燒瓶內(nèi)裝入濃硫酸進行氣體干燥，可用此裝置 干燥的氣體是 ，這時氣體由 口進入。,16,解析 排空氣法收集的氣體不能與空氣反應；由B進氣收集氣體密度小于空氣的，由A進氣收集氣體密度大于空氣的；排水法收集的氣體不能與水反應;干燥氣體時氣體必須經(jīng)過干燥劑，且不與干燥劑反應。 答案 (1) (2) (3) B (4) A,17,（二）干燥管 干燥管最常規(guī)用途干燥、除雜、定性。當然干燥 管除了起定性、干燥、除雜的作用 外，還有定量分析之用，通過稱量 干燥管在吸收氣體前后的質量，可計 算

7、出氣體的質量，從而進行有關計算。 1.尾氣吸收裝置防倒吸裝置，如圖4 所示用水吸收HCl或NH3。,18,2.組裝簡易啟普發(fā)生器 如在沒有現(xiàn)成的CO2氣體發(fā)生器的情況下，請選用以 下部分儀器，裝配成一個簡易、能隨開隨用、隨關隨 停的CO2氣體發(fā)生裝置。應選用的儀器是 。,19,分析 題目要求裝配成一個能隨開隨用、隨關隨停的裝置，自然想到啟普發(fā)生器符合該要求。再分析啟普發(fā)生 器的三個組成部分是球形漏斗、容器和導氣管(隨開關)。啟普發(fā)生器隨關隨停的原理：關 閉活塞后反應生成的氣體把反應 液壓出球形漏斗，使兩反應物脫 離接觸從而停止反應。因此可從 題給儀器中選擇c、d、e組裝成與 啟普發(fā)生器具有相同

8、原理的裝置如 圖5所示，再用鐵架臺、鐵夾把e固 定即可。,20,3.用干燥管進行氫氣的爆鳴實驗。如圖6所示用大頭針將 一綠豆大小的金屬鈉固定在橡膠塞上，然后塞入干燥 管的大口，將干燥管放入水中收集H2，并進行爆鳴實 驗。,21,4.利用干燥管收集乙酸乙酯，并把干燥管當作分液漏斗 使用，如圖7所示。 【實驗探究3】（1）某學生用實驗室常見的酸、堿、 鹽和金屬作為反應物，并利用 一個底部有小孔的試管和一個 廣口瓶組裝成如圖1所示的氣 體簡易發(fā)生器，該裝置中裝有 銅絲網(wǎng)隔板，利用該裝置可制 取的氣體（寫兩種） 。,22,（2）若將銅絲隔板改為鐵絲隔板，則該裝置可用于制 取何種氣體？ ，寫出反應的離子

9、方程式 。,23,(3)用如圖2所示（夾持儀器省略）的裝置進行實驗，將 液體A逐滴加入到固體B中，回答下列問題： 圖2中D裝置在實驗中的作用是 ； 若A為濃鹽酸，B為KMnO4，C為淀粉-KI溶液，旋開 E后，C中的現(xiàn)象為 ，反應的化學方程式是 ； 若A為濃硫酸（70%），B為Na2SO3,C為酸性KMnO4溶 液，旋開E后，C中的現(xiàn)象為 ， 反應的化學方程式是 。,24,若A為30% H2O2溶液，B為MnO2,C為H2S飽和溶液， 旋開E后，C中的現(xiàn)象為 ， 反應的化學方程式是 。 若A為稀鹽酸，B為大理石，C為Na2SiO3溶液，旋開 E后，C中的現(xiàn)象為 ， 反應的化學方程式是 。 圖2

10、所示裝置有多種用途，請舉例（除題中之外）： A為 ，B為 ，C中盛 ，旋開E 后，C中的現(xiàn)象為 ，反應的化學方程式是 。,25,解析 （1）因為銅絲不與稀鹽酸、稀H2SO4等非氧化性 酸反應，所以該裝置相當于啟普發(fā)生器，可用來制取H2、H2S、CO2等。 （2）把銅絲改成鐵絲，就不能使用酸液，因為酸會與鐵 絲反應，應選用堿液來制取氣體，該氣體為H2。反應的 離子方程式為2Al+2OH-+2H2O 2AlO +3H2。 （3）防止溶液倒吸。溶液先變藍后褪色，2KI+ Cl2 2KCl+I2、5Cl2+I2+6H2O 2HIO3+10HCl。 高錳酸鉀溶液的紫紅色褪去，5SO2+2H2O+2KMn

11、O4 K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。溶液中產(chǎn)生淡黃色 固體，O2+2H2S 2S+2H2O。產(chǎn)生白色膠狀沉,26,淀，CO2+H2O+Na2SiO3 Na2CO3+H2SiO3。若 A為濃氨水，B為生石灰，C中盛硝酸銀溶液和葡萄糖溶液，C中的現(xiàn)象是試管壁上出現(xiàn)銀鏡，反應的化學方程 式為：CH2OH（CHOH）4CHO+2Ag(NH3)2OH CH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag+3NH3+H2O。,水浴,27,答案 （1）H2、H2S、CO2（任選兩種） （2）H2 2Al+2OH-+2H2O 2AlO +3H2 （3）防止溶液倒吸 溶液先變藍后褪色 2KI+Cl2 2KCl

12、+I2、5Cl2+ I2+6H2O 2HIO3+10HCl（也可以只答溶液變藍色， 只寫第一個方程式） 高錳酸鉀溶液的紫紅色褪去 5SO2+2H2O+2KMnO4 K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 溶液中產(chǎn)生淡黃色固體 O2+2H2S 2S+2H2O 產(chǎn)生白色膠狀沉淀 CO2+H2O+Na2SiO3 Na2CO3+H2SiO3,28,濃氨水 生石灰 硝酸銀溶液和葡萄糖溶液 試管壁上出現(xiàn)銀鏡 CH2OH(CHOH)4CHO+ 2Ag(NH3)2OH CH2OH(CHOH)4COONH4+ 2Ag+3NH3+H2O,水浴,29,遷移應用 1. 以下氣體發(fā)生裝置中，不易控制反應產(chǎn)生氣體的量的

13、是 ( ),解析 C、D三項中裝置類似于啟普發(fā)生器，可通過活 塞的開關調(diào)節(jié)反應器的壓強，控制反應與否，來控制 產(chǎn)生氣體的量。,B,30,2. 某興趣小組同學共同設置了如下圖所示的實驗裝置，既 可用于制取氣體，又可用于驗證物質的性質。,31,請回答下列問題： （1）利用裝置制取氣體，生成氣體的反應應具備的 條件是 ； （2）利用裝置、制取氣體（K2關閉，K1打開）。 甲同學認為：利用裝置可以收集H2、NH3等氣體， 但不能收集O2和NO等氣體，其理由是 ；,32,乙同學認為：對裝置做簡易改進（不改變儀器裝置）， 也可收集O2和NO等，但不能收集NO2，改進的方法是 ， 對裝置再做簡易改進（不改變

14、儀器裝置），也可收集 NO2，改進的方法是 ； （3）利用裝置、驗證物質的性質（K2打開，K1關 閉）。如果設計實驗證明氧化性：KMnO4Cl2Br2，則 可在A中加濃鹽酸，B中加 ，C中加 ， 觀察到C中的現(xiàn)象是 。,33,解析 （1）裝置是一個固-液或液-液混合不加熱制備 氣體的裝置。 （2）這套裝置是利用排空氣法來收集氣體的，由于是短 管進氣，故可用于收集密度比空氣小的氣體，如H2、NH3 等，而O2密度比空氣大，NO密度與空氣接近且又易與空 氣中的O2反應，故不能用它來收集。 只要在裝置中加滿水，利用排水法就可以收集O2、NO 等氣體，而由于NO2可以和水反應，故不可以用它來收集。 如

15、果在裝置中加滿CCl4等有機溶劑，就可以用排有機溶 劑法收集NO2。,34,（3）要驗證氧化性KMnO4Cl2Br2，可利用氧化劑的 氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性的原理，在A中放濃鹽酸， B中加入KMnO4，二者反應產(chǎn)生Cl2,在C中加入NaBr溶 液，可觀察到C中溶液由無色變橙色。 答案 （1）固+液反應或液+液反應，反應不需要加熱 （2）O2的密度大于空氣的密度，NO密度與空氣接近且 能與空氣中的O2反應生成NO2 在裝置中加滿水 在裝置中加滿CCl4等有機溶劑（3）KMnO4固體 NaBr溶液溶液變橙色,35,3. 為了測定已部分變質的過氧化鈉樣品的純度，設計如 下圖所示的實驗裝置，圖中Q

16、為彈性良好的氣球，稱 取一定量的樣品放入其中，按圖安裝好儀器，打開漏 斗的活塞，將稀硫酸滴入氣球中。,36,請?zhí)羁眨?（1）Q內(nèi)發(fā)生反應生成 種氣體，其中的反應有 個氧化還原反應。 （2）為測出反應時生成氣體的總體積，滴稀H2SO4前必 須關閉 （填“K1”、“K2”或“K3”，下同），打開 。 （3）當上述反應停止時，將K1、K2、K3處于關閉狀態(tài)， 然后先打開K2，再緩緩打開K1，這時可觀察到的現(xiàn)象是 。 （4）導管a的作用是 。,37,（5）b中裝的固體試劑是 ，為何要緩緩打開K1？ 。 （6）實驗結束時，量筒中有x mL水，量筒中收集到 y mL氣體，則過氧化鈉的純度是 （上 述體積均

17、已折算成標準狀況）。,38,解析 變質的Na2O2中可能含有碳酸鈉，當樣品與稀硫 酸接觸后發(fā)生如下反應：2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2、H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O、H2SO4+Na2CO3 Na2SO4+CO2+H2O,因而Q內(nèi)產(chǎn)生O2與CO2兩種氣體， 其中有一個反應屬于氧化還原反應。測定Na2O2的純度， 可通過直接測定CO2和O2的體積換算求出，問題的焦點 在于如何測定CO2和O2的體積。當把H2SO4加入氣球前， 關閉K1和K2，打開K3，反應結束時氣球膨脹的體積與量 筒中所接收的水的體積相等，此為CO2與O2的體積之 和；待氣球中反應完全，關閉K3，打開

18、K2，再緩緩打開 K1，此時氣球漸癟，氣體通過分液漏斗再經(jīng)干燥管b進,39,入量筒，CO2被干燥管中的吸收劑吸收，量筒中排 出水的體積即為O2的體積，由題意可知，CO2和O2的體 積為x mL，O2的體積為y mL，故CO2的體積為(x-y) mL， 可知Na2O2與Na2CO3的物質的量之比為2y(x-y),Na2O2的 純度為w (Na2O2)= 答案 （1）2 1 （2）K1、K2 K3 （3）氣球Q慢慢變小， 氣體進入量筒中 （4）平衡分液漏斗上、下的壓強，使 稀H2SO4能順利滴下（5）堿石灰 控制氣體的流速，使CO2 被充分吸收 （6）,。,40,4.關于下列各裝置圖的敘述中，不正

19、確的是 （ ）,41,A.裝置:驗證HCl氣體在水中的溶解性 B.裝置可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2、NO等 C.裝置中X為四氯化碳，可用于吸收氨氣或氯化氫 D.裝置可用于干燥、收集氨氣，并吸收多余的氨氣,42,解析 裝置中HCl極易溶于水，滴入水后氣球膨脹，A選 項正確；裝置中，左邊導管進氣，可收集比空氣重的氣 體，如Cl2、HCl、NO2等,右邊導管進氣，可用于收集比空 氣輕的氣體，如H2、NH3等，NO不能用排空氣法收集， B選項不正確；四氯化碳的密度比水大，四氯化碳在水的 下層，氨氣或氯化氫不溶于四氯化碳，可用于吸收氨氣或 氯化氫，以防止倒吸，C選項正確；氨氣密度比空氣小， 可用堿石灰干燥，且多余的氨氣可通過倒扣的小漏斗用水 吸收（NH3極易溶于水），D選項正確。 答案 B,43,5. 氯磺酸（HSO3Cl）是無色液體，密度為1.79 g/cm3， 其沸點約為152；氯磺酸有強腐蝕性，遇潮濕空氣 生成濃烈的白霧，它屬于危險品。制取氯磺酸是在常 溫下將干燥的氯化氫氣體通入溶有三氧化硫的硫酸 （發(fā)煙硫酸）中，氯化氫與三氧化硫化合即得氯磺酸。 在實驗室里制取氯磺酸可用下圖所示的