選擇題專項18　化學實驗儀器方案的設計與評價課件高三二輪復習

選擇題專項18化學實驗儀器、方案的設計與評價(1)考向一

化學實驗儀器的使用及實驗裝置

(回歸教材——氣體制備實驗裝置)(2024·河北高考)圖示裝置不能完成相應氣體的發(fā)生和收集實驗的是(加熱、除雜和尾氣處理裝置任選)(

C

)選項氣體試劑ASO2飽和Na2SO3溶液＋濃硫酸BCl2MnO2＋濃鹽酸易忽略加熱制Cl2CNH3固體NH4Cl＋熟石灰DCO2石灰石＋稀鹽酸C解析

利用固體NH4Cl和熟石灰混合加熱制取氨氣，反應物均為固體，該實驗通常在試管中進行，實驗時試管口稍向下傾斜，防止生成的水回流使試管受熱不均勻而炸裂，C符合題意。

(實驗裝置與實驗目的)(2024·浙江6月選考)下列說法不正確的是(

C

)

A.

裝置①可用于銅與濃硫酸反應并檢驗氣態(tài)產(chǎn)物B.

圖②標識表示易燃類物質C.

裝置③可用于制取并收集氨氣D.

裝置④可用于從碘水中萃取碘C

1.

常見裝置圖的錯因分析(1)反應試劑錯誤注意裝置中細節(jié)：藥品、是否加熱、是否反應等①制備氯氣用濃鹽酸與二氧化錳反應，不用稀鹽酸②稀硫酸與銅不反應，應用濃硫酸③硫酸與CaCO3反應生成硫酸鈣，硫酸鈣微溶，會覆蓋在CaCO3表面，阻止反應繼續(xù)進行④NH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl會在試管口再次化合為NH4Cl，不能用于制取NH3。錯因分析：(2)除雜試劑錯誤“長進短出”，試劑選擇是否合理(不增不減)錯因分析：①氯氣也可以與NaHCO3飽和溶液或NaOH溶液反應，應用飽和食鹽水除去雜質氣體HCl

②SO2在飽和NaHSO3溶液中溶解度很小，不能除去，應改為飽和碳酸氫鈉溶液③二氧化碳與堿石灰反應，不能用于除雜。(3)吸收劑錯誤①乙酸乙酯能在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應，應選用飽和碳酸鈉溶液②不能防止倒吸，水在上層才能防止倒吸，應選用CCl4

③Cl2在飽和食鹽水中溶解度很小，不可用于吸收尾氣，應選用NaOH溶液④SO2在飽和NaHSO3溶液中溶解度很小，不可用于吸收尾氣，可選用NaOH溶液，用倒立的漏斗吸收尾氣防倒吸。

Ca(OH)2溶解度小，不能用澄清石灰水吸收Cl2錯因分析：(4)反應條件錯誤錯因分析：①MnO2與濃鹽酸常溫下不反應，缺少加熱裝置②濃硫酸與Cu粉常溫下不反應，缺少加熱裝置③濃硫酸與碳常溫下不反應，缺少加熱裝置。(5)儀器錯誤錯因分析：

①灼燒海帶應用坩堝

②硫酸應盛放在酸式滴定管里③蒸發(fā)結晶應該用蒸發(fā)皿。(6)儀器缺少或位置錯誤錯因分析：①沒有玻璃棒引流；漏斗下端尖嘴沒有緊靠燒杯內(nèi)壁②蒸餾時溫度計水銀球應位于蒸餾燒瓶支管口處，不能伸入液體中。(7)操作錯誤①膠頭滴管不能插入容量瓶內(nèi)②有機層在上層，應從上口倒出③應先將濃硫酸稀釋并恢復至室溫后再轉移④制取氨氣為固體與固體混合加熱，試管口要向下傾斜，防止藥品中濕存的水分或生成的水受熱后變成水蒸氣，到管口遇冷成水流回試管底部，使試管炸裂⑤NH3的密度比空氣小，導管應短進長出，用向下排空氣法收集⑥蒸干溶液得到CuSO4，應為加熱濃縮，冷卻結晶⑦蒸干溶液得到的是Cu(OH)2再灼燒得CuO，應為通入HCl氣體冷卻結晶。錯因分析：a2.

創(chuàng)新儀器裝置(1)索氏提取器原理：索氏提取器下方連接的燒瓶內(nèi)的溶劑受熱蒸發(fā)，蒸氣沿蒸氣導管上升至提取器上方的冷凝管，冷凝后滴入濾紙?zhí)淄仓?，與固體物質接觸，進行萃取，當萃取液液面達到虹吸管頂端時，經(jīng)虹吸管返回燒瓶。優(yōu)點：實現(xiàn)連續(xù)萃取，減少溶劑用量。(2)安全漏斗裝置原理：安全漏斗的曲形導管對蒸餾燒瓶中的氣體有液封作用。優(yōu)點：安全漏斗下端不必插入液面下，操作簡便。(3)防堵塞裝置原理：當瓶內(nèi)的氣體壓強過大，可通過長頸漏斗或長玻璃管液面高度調(diào)節(jié)，保持瓶內(nèi)壓強恒定。優(yōu)點：平衡壓強，防止堵塞。(4)啟普照發(fā)生器及其簡易裝置原理：此裝置適用于難溶于水的塊狀固體和液體不加熱條件下反應生成難溶于水的氣體制備，根據(jù)操作，調(diào)節(jié)生成氣體的壓強變化，使固體藥品與液體藥品分離或接觸，實現(xiàn)反應停止或進行。優(yōu)點：隨開(導管活塞)隨制，隨關隨停。(5)分水器裝置原理：反應前預先在分水器中加入一些水，使液面低于支管口0.5

cm，并做好標記。在加熱過程中，有機化合物與水形成共沸物蒸出并冷凝回流至分水器中，隨反應進行，有機化合物浮在水面上，回流到燒瓶中，若期間水面逐漸升高，需要打開下方的活塞，放出少量的水，使水面維持在標記處。注意：與水一起蒸出并冷凝回流至分水器的物質與水不互溶，且密度小于水。優(yōu)點：常用于有機實驗中，把反應過程中產(chǎn)生的水帶出反應體系，提高轉化率。(6)通過化學反應導致封閉體系內(nèi)的氣體壓強發(fā)生變化，從而使與之相連裝置中的液體發(fā)生移動，而達到檢驗反應是放熱還是吸熱、反應過程中氣體減少還是增多，以及反應生成氣體體積的量取等目的。①檢驗反應是放熱還是吸熱若反應放熱，則錐形瓶內(nèi)氣體因受熱壓強增大，液柱右高左低；若反應吸熱，則錐形瓶內(nèi)氣體因降溫壓強減小，液柱右低左高。②檢驗甲烷與Cl2的取代反應甲烷與Cl2發(fā)生取代反應，生成物中除CH3Cl、HCl為氣體外，其余均為液態(tài)，反應過程中試管內(nèi)壓強減小，但液體不會充滿整個試管。③檢驗HCl或NH3的水溶性HCl或NH3極易溶于水，擠壓膠頭滴管，HCl或NH3溶解，燒瓶內(nèi)壓強減小，在大氣壓作用下，燒杯中的水倒吸入燒瓶，形成噴泉。④測量反應生成的氣體的體積反應管中產(chǎn)生的氣體使反應管與量氣管上部壓強增大，將水(或其他液體)壓入右側漏斗中，反應完全后冷卻至室溫，調(diào)平液面，通過量氣管讀數(shù)可得生成氣體的體積。⑤制備碳酸亞鐵、醋酸亞鉻等打開K1、K2，關閉K3，裝置B中生成氣體，增大容器內(nèi)壓強，將裝置B中液體通過導管壓到裝置C中，使兩種液體混合而發(fā)生反應。

1.(實驗儀器的使用)(2024·山東高考)下列圖示實驗中，操作規(guī)范的是(

A

)

A.

調(diào)控滴定速度B.

用pH試紙測定溶液pHC.

加熱試管中的液體D.

向試管中滴加溶液A

2.(氨氣制備與性質探究)(2024·廣東高考)按下圖裝置進行實驗。攪拌一段時間后，滴加濃鹽酸。不同反應階段的預期現(xiàn)象及其相應推理均合理的是(

B

)A.

燒瓶壁會變冷，說明存在ΔH＜0的反應B.

試紙會變藍，說明有NH3生成，產(chǎn)氨過程熵增C.

滴加濃鹽酸后，有白煙產(chǎn)生，說明有NH4Cl升華D.

實驗過程中，氣球會一直變大，說明體系壓強增大B

3.(氨氣制備及與Li反應探究)(2024·湖北高考)堿金屬的液氨溶液含有的藍色溶劑化電子[e(NH3)n]－是強還原劑。鋰與液氨反應的裝置如圖(夾持裝置略)。下列說法錯誤的是(

C

)A.

堿石灰有利于NH3逸出B.

鋰片必須打磨出新鮮表面C.

干燥管中均可選用P2O5D.

雙口燒瓶中發(fā)生的變化是Li＋nNH3

Li＋＋[e(NH3)n]－C

4.(實驗裝置與操作)(2024·江蘇高考)實驗室進行鐵釘鍍鋅實驗。下列相關原理、裝置及操作不正確的是(

A

)A解析：不能在容量瓶中溶解固體，A錯誤；油污的主要成分為油脂，屬于酯類，其在NaOH溶液中加熱會水解生成高級脂肪酸鈉和甘油，可以去除鐵釘表面的油污，B正確；鐵銹的主要成分為Fe2O3，和鹽酸反應生成FeCl3和H2O，C正確；Zn與電源正極相連作陽極，失去電子生成Zn2＋，鐵釘與電源負極相連作陰極，溶液中的Zn2＋在陰極得電子生成Zn，實現(xiàn)在鐵釘?shù)谋砻驽冧\，D正確。考向二

實驗方案的設計與評價——表格實驗題

(實驗操作與結論)(2024·河北高考)下列實驗操作及現(xiàn)象能得出相應結論的是(

C

)選項實驗操作及現(xiàn)象結論A還原鐵粉與水蒸氣反應生成的氣體點燃后有爆鳴聲書寫反應3Fe＋4H2O

Fe3O4＋4H2↑H2O具有還原性B待測液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀待測液含有S

離子檢驗，排除C

、Ag＋、S

等干擾選項實驗操作及現(xiàn)象結論CMg(OH)2和Al(OH)3中均分別加入NaOH溶液和鹽酸，Mg(OH)2只溶于鹽酸，Al(OH)3都能溶Mg(OH)2比Al(OH)3堿性強DK2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液，溶液由橙色變?yōu)辄S色

Cr2

＋H2O

2Cr

＋2H＋增大生成物的濃度，平衡向逆反應方向移動

答案：C

1.

常見微型實驗的設計(1)設計思路是否正確？如排除干擾、是否去除雜質等；(2)實驗現(xiàn)象是否正確；(3)結論與現(xiàn)象是否對應實驗目的實驗設計與實驗現(xiàn)象鹽酸、碳酸、硅酸酸性強弱的比較利用強酸制弱酸的原理探究：鹽酸與碳酸鈉在氣體發(fā)生裝置中反應制備CO2氣體，氣體凈化后通入硅酸鈉溶液中生成白色膠狀沉淀(H2SiO3)必須排除CO2中的HCl利用鹽類水解原理探究：用pH試紙(pH計)測定常溫下同濃度的NaCl溶液、NaHCO3溶液、Na2SiO3溶液的pH(2024·黑吉遼)使用pH試紙可測量KClO溶液的pH，選項錯誤實驗目的實驗設計與實驗現(xiàn)象Cl2、Fe3＋、I2氧化性強弱的比較利用氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性的原理探究：將氯氣通入FeCl2(含KSCN)溶液中，溶液變成紅色，氯氣將Fe2＋氧化成Fe3＋，將FeCl3溶液滴入淀粉－KI溶液中，溶液變成藍色，F(xiàn)e3＋將I－氧化成I2金屬性強弱的比較可通過與水或酸反應置換氫的能力、最高價氧化物對應水化物的堿性、置換反應、原電池的正負極、電解池中陰極陽離子的放電順序等方法來比較非金屬性強弱的比較可通過最高價氧化物對應水化物的酸性、簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、與H2化合的難易程度、相互之間的置換、對應陰離子的還原性等方法來比較必須為最高價，如Cl－HClO4不是HCl實驗目的實驗設計與實驗現(xiàn)象Ksp大小的比較(以AgCl、AgI為例)①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成，

保證Ag＋完全反應再向其中滴加KI溶液產(chǎn)生黃色沉淀；②向濃度均為0.1

mol·L－1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1

mol·L－1

AgNO3溶液先產(chǎn)生黃色沉淀必須是相同濃度，即控制變量思路用pH試紙(pH計)分別測定常溫下同濃度HCOOH溶液、CH3COOH溶液的pH不能測量強氧化性溶液的pH，如NaClO溶液實驗目的實驗設計與實驗現(xiàn)象HCOOH、H3COOH電離能力強弱的比較用pH試紙(pH計)分別測定常溫下同濃度HCOONa、CH3COONa溶液的pH，鹽溶液的堿性越強，酸根對應酸的酸性越弱C

、S

結合H＋能力強弱的比較用pH試紙(pH計)分別測定常溫下同濃度的Na2CO3、Na2SO3溶液的pH，堿性強者結合H＋的能力強2.

實驗現(xiàn)象結論分析型試題常設陷阱(1)副反應或帶出的雜質可能導致實驗結論不準確例如：蔗糖與濃硫酸反應時除產(chǎn)生SO2外還有CO2，將兩種氣體通入澄清石灰水均會產(chǎn)生白色涉及氣體的實驗，分析雜質、去除雜質沉淀；鹽酸與碳酸鹽反應產(chǎn)生CO2時鹽酸會揮發(fā)，將兩種氣體通入硅酸鈉溶液中均會產(chǎn)生白色沉淀。(2)實驗現(xiàn)象掩蓋事實導致的結論不準確例如：鉑絲蘸取溶液灼燒時，焰色呈黃色，誤認為溶液中只含鈉元素、不含鉀元素。

(3)實驗操作錯誤導致的結論不準確例如：向溶液中先滴加氯水、再滴加KSCN溶液，溶液變紅色，誤認為溶液中含F(xiàn)e2＋、不含F(xiàn)e3＋；向溶液中先滴加氯水，然后滴加淀粉溶液變藍色，誤認為原溶液中含有I－而不含I2。(4)原理應用錯誤導致所得結論不準確金屬性非金屬性強弱比較理論、沉淀轉化理論等例如：碳在高溫下置換二氧化硅中的硅，誤認為碳的還原性強于硅的還原性(實質是利用了平衡移動原理)；二氧化硅與碳酸鈉在高溫下反應制備硅酸鈉，誤認為硅酸的酸性強于碳酸的酸性(實質是利用平衡移動原理)。

1.(實驗過程、現(xiàn)象、結論分析)(2024·江蘇高考)室溫下，根據(jù)下列實驗過程及現(xiàn)象，能驗證相應實驗結論的是(

B

)選項實驗過程及現(xiàn)象實驗結論A用0.1

mol·L－1

NaOH溶液分別中和等體積的0.1

mol·L－1

H2SO4溶液和0.1

mol·L－1

CH3COOH溶液，H2SO4消耗的NaOH溶液多酸性：H2SO4＞CH3COOHB向2

mL

0.1

mol·L－1

Na2S溶液中滴加幾滴溴水，振蕩，產(chǎn)生淡黃色沉淀氧化性：Br2＞S選項實驗過程及現(xiàn)象實驗結論C向2

mL濃度均為0.1

mol·L－1的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1

mol·L－1

Na2CO3溶液，振蕩，產(chǎn)生白色沉淀溶度積常數(shù)：CaCO3＞BaCO3D用pH試紙分別測定CH3COONa溶液和NaNO2溶液pH，CH3COONa溶液pH大結合H＋能力：CH3COO－＞N

答案：B

2.(實驗方案及結論評價)(2024·浙江1月選考)根據(jù)實驗目的設計方案并進行實驗，觀察到相關現(xiàn)象，其中方案設計或結論不正確的是(

C

)選項實驗目的方案設計現(xiàn)象結論A探究Cu和濃HNO3反應后溶液呈綠色的原因將NO2通入下列溶液至飽和：①濃HNO3②Cu(NO3)2和HNO3混合溶液①無色變黃色②藍色變綠色Cu和濃HNO3反應后溶液呈綠色的主要原因是溶有NO2B比較F－與SCN－結合Fe3＋的能力向等物質的量濃度的KF和KSCN混合溶液中滴加幾滴FeCl3溶液，振蕩溶液顏色無明顯變化結合Fe3＋的能力：F－＞SCN－選項實驗目的方案設計現(xiàn)象結論C比較HF與H2SO3的酸性分別測定等物質的量濃度的NH4F與(NH4)2SO3溶液的pH前者pH小酸性：HF＞H2SO3D探究溫度對反應速率的影響等體積、等物質的量濃度的Na2S2O3與H2SO4溶液在不同溫度下反應溫度高的溶液中先出現(xiàn)渾濁溫度升高，該反應速率加快答案：C

3.(實驗方案設計)(2024·安徽高考)僅用下表提供的試劑和用品，不能實現(xiàn)相應實驗目的的是(

A

)選項實驗目的試劑用品A比較鎂和鋁的金屬性強弱MgCl2溶液、AlCl3溶液、氨水試管、膠頭滴管B制備乙酸乙酯乙醇、乙酸、濃硫酸、飽和Na2CO3溶液