2024版高考化学一轮总复习课件：热点专攻17 仪器的组装和气体体积的测定

高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI热点专攻17仪器的组装和气体体积的测定第十章2024命题前沿化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:新题速递(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是

(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或

。

(2)B中使用雾化装置的优点是

。

(3)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液。向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为

、

、洗涤、干燥。

答案

(1)aefbcgh将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔(2)使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案)

(3)蒸发浓缩冷却结晶解析

(1)要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,故按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔。(3)根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离,需采用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥的方法。热点探究热点1常用仪器的组装及创新应用例1.用如图装置(加热及夹持仪器已略去)进行的实验,下列不能达到相应实验目的的是(

)A.装置①中分液漏斗内的液体可顺利加入蒸馏烧瓶B.装置②可实现制取CO2实验中的“即关即止,即开即用”的作用C.利用装置③制取SO2,并验证其还原性D.利用装置④验证KHCO3和K2CO3的热稳定性,X中应放的物质是K2CO3答案

D解析

①中橡胶管能使烧瓶内与分液漏斗上部的压强相等,可以使液体顺利滴下,A正确;②关闭止水夹时,产生的CO2将盐酸压入左侧,大理石与盐酸分离,反应停止,打开止水夹时,CO2气体排出,压强减小,盐酸又流回右侧与大理石反应产生CO2,B正确;大试管中Cu与浓硫酸反应生成SO2气体,若小试管中酸性KMnO4溶液褪色,则证明SO2具有还原性,C正确;KHCO3受热不稳定,X中应放的物质是KHCO3,不能达到实验目的,D错误。方法指导1.广口瓶的创新应用类型装置图示装置分析集气装置广口瓶收集密度比空气大的气体,如二氧化碳、氯气、氯化氢等,操作关键是“长进短出”盛满水,“b进a出”可收集不溶于水且不与水反应的气体,如CO、NO等收集密度比空气小的气体,如氢气、氨气等,操作关键是“短进长出”类型装置图示装置分析洗气装置用于除去气体中的杂质气体或用于干燥气体,操作关键是“长进短出”安全装置左右导管均短且等长或进气管短,出气管长。用于防止液体倒吸或减小气体的压强,防止出现安全事故2.球形干燥管的创新应用

装置图示装置分析①可用于一般尾气的吸收,如内盛碱石灰,可吸收HCl、Cl2、SO2等(如图a);②可用于防倒吸装置,如极易溶于水的HCl、NH3等(如图b)如干燥管中内盛无水CuSO4时,可用于水蒸气的检验,如图c装置图示装置分析在测定装置后,需接一个干燥管,目的是防止空气中的CO2、水蒸气对定量测定产生干扰,如图d类似启普发生器原理,通过调节活塞,进而使产生的气体调控液面高度而决定反应是否继续,如图e对点训练1.现有下列仪器或装置,请回答下列问题:(1)用上图仪器组装成气体发生装置:用KClO3和MnO2制取O2应选的装置是

(填字母,下同);用H2O2与MnO2制O2,并控制产生O2的速率,应选的装置是

。

(2)若用装置X进行“排空气法”收集制取的O2,氧气应从

(填“b”或“c”,下同)端通入。若瓶中装满水,用排水法收集氧气,氧气应从

端通入。

答案

(1)AE

BD

(2)c

b解析

(1)KClO3和MnO2制取O2属于“固+固

气体”,因而要选用E装置为气体发生装置;H2O2与MnO2制取O2属于“固+液

气体”且要控制产生气体的速率,只能用分液漏斗控制加入H2O2的量。(2)使用X收集氧气时,用“排空气法”,由于O2的密度比空气的大,应从长管进气;用排水法收集氧气,应从短管进气。热点2实验中气体体积的测定例2.(2023湖北黄冈中学调研)氮化铝(AlN)是一种新型无机材料。某学习小组为测定mg氮化铝(仅含有Al2O3杂质)样品中AlN的纯度,设计如图实验装置,已知:AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑,NH3易溶于水、不溶于苯。下列说法不正确的是(

)A.读数时量气装置两侧液面一定要保持相平B.为测定生成气体的体积,装置中的X可以是苯溶液C.如果撤去导管a,测得样品的纯度偏低D.完全反应后,测得标准状况下气体的体积为VmL,则氮化铝的纯度为答案

C解析

左侧装置中产生氨气,利用排液法可测定产生氨气的量,氨气不能溶于试剂X。为了减小压强对测量结果的影响,读数时量气装置两侧液面一定要保持相平,A正确;氨气极易溶于水,利用排水法测定氨气体积时,不能用氯化铵溶液,可以用苯或四氯化碳溶液,B正确;如果撤去导管a,分液漏斗中的液体也会排出一部分气体,测定的氨气体积偏大,从而导致测得样品的纯度偏高,C错误;若m

g样品完全反应,测得生成气体的体积为V

mL(已转换为标准状况),设氮化铝纯度为x,AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑41

g

22.4

Lmx

g

V×10-3

L方法指导1.直接量气法测量前,A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中,另一反应物置于水槽中,二者反应产生的气体可以直接测量。D装置用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。2.间接量气法通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积,如图所示。对点训练2.为测定过氧化钠样品(只含Na2CO3杂质)的纯度,设计了如图所示的实验装置,图中Q为弹性良好的气球,称取一定量的样品放入其中,按图组装好仪器,下列说法正确的是(

)A.Q中发生反应的离子方程式为

B.先关闭K1、K2,打开K3,用量筒Ⅰ测量气体体积;再缓缓打开K1,用量筒Ⅱ测量气体体积(残留的CO2忽略不计)C.没有导管a稀硫酸不易滴下来,而且会导致测量气体的体积偏大D.若操作正确,量筒Ⅰ中收集xmL水,量筒Ⅱ中收集ymL水,Na2O2的质量分答案

C解析

离子方程式中Na2O2不应该拆,正确的离子方程式为2Na2O2+4H+===4Na++2H2O+O2↑,A错误;为保证Q灵活伸缩,量筒Ⅰ测量后,需与大气相通,打开K1前,应先打开K2关闭