实验装置的分析与评价【解析】

实验装置的分析与评价【真题导引】1.(2024·江苏卷)实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是()答案A解析不可在容量瓶中溶解固体,A错误;油污的主要成分为油脂,属于酯类,其在NaOH溶液中加热会水解生成高级脂肪酸钠和甘油,可以去除铁钉表面的油污,B正确;铁锈的主要成分为Fe2O3,和盐酸反应生成FeCl3和H2O,C正确;Zn与电源正极相连作阳极,失去电子生成Zn2+,铁钉与电源负极相连作阴极,溶液中的Zn2+在阴极得电子生成Zn,实现在铁钉的表面镀锌,D正确。2.(2024·甘肃卷)下列实验操作对应的装置不正确的是()ABCD灼烧海带制海带灰准确量取15.00mL稀盐酸配制一定浓度的NaCl溶液使用电石和饱和食盐水制备C2H2答案A解析A.灼烧海带制海带灰应在坩埚中进行,并用玻璃棒搅拌,给坩埚加热时不需要使用石棉网或陶土网,A项错误;B.稀盐酸呈酸性,可用酸式滴定管量取15.00mL稀盐酸,B项正确;C.配制一定浓度的NaCl溶液时,需要将在烧杯中溶解得到的NaCl溶液通过玻璃棒引流转移到选定规格的容量瓶中,C项正确;D.电石的主要成分CaC2与水发生反应CaC2+2H2O――→Ca(OH)2+CH≡CH↑制取C2H2,该制气反应属于固体与液体常温制气反应,分液漏斗中盛放饱和食盐水,具支锥形瓶中盛放电石,D项正确。3.(2024·北京卷)下列实验的对应操作中,不合理的是()A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液B.稀释浓硫酸C.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体D.配制一定物质的量浓度的KCl溶液答案D解析A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,眼睛应注视锥形瓶中溶液,以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点,A项合理;B.浓硫酸的密度比水的密度大,浓硫酸溶于水放热,故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,B项合理;C.NaCl的溶解度随温度升高变化不明显,从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法,C项合理;D.配制一定物质的量浓度的溶液时,玻璃棒引流底端应该在容量瓶刻度线以下;定容阶段,当液面在刻度线以下约1cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,D项不合理。4.(2024·浙江6月选考)下列说法不正确的是()A.装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物B.图②标识表示易燃类物质C.装置③可用于制取并收集氨气D.装置④可用于从碘水中萃取碘答案C解析A.铜与浓硫酸反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑,可用装置①制取,气态产物为SO2,可利用SO2的漂白性进行检验,故A正确;B.图②标识表示易燃类物质,故B正确;C.NH3的密度比空气小,应用向下排空气法进行收集,故C错误;D.萃取是利用物质在不同溶剂中溶解性的差异进行分离混合物,装置④可用于从碘水中萃取碘,故D正确。考情分析:实验装置图型实验评价题是高考热点,评价主要围绕基本操作、物质制备、物质的分离、性质验证和试剂选择等进行。考查角度:实验装置图正误判断。【核心整合】1.常考实验装置2.常考实验装置的作用实验装置主要作用①中橡皮管的作用:平衡压强,使液体能顺利滴下;降低液体体积对气体体积测量的干扰②的作用:干燥或除去气体中的杂质③的作用:吸收尾气,防止污染空气④的作用:干燥气体或吸收气体;防止空气中二氧化碳、水蒸气对实验的影响⑤的作用:安全瓶,防止瓶内压强过大⑥的作用:混合气体;干燥气体;通过观察气泡产生速率控制流量⑦的作用:测量气体体积。读数时注意:装置冷却至室温,上下移动量气管使两液面高度一致,平视量气管内凹液面最低处,读出数值⑧中仪器名称与作用:a为布氏漏斗,b为抽滤瓶或吸滤瓶,两者组合配合抽气,使抽滤瓶内压强减小,加快过滤的速率3.常见实验装置的错因分析(1)反应试剂错误错因分析:①1mol·L-1的盐酸是稀盐酸,应换成浓盐酸;②稀硫酸换成浓硫酸;③浓硫酸换成稀盐酸;④应该是Ca(OH)2、NH4Cl混合固体。

(2)除杂试剂错误错因分析:①饱和NaHCO3溶液或NaOH溶液换成饱和食盐水;②饱和NaHSO3溶液换成饱和NaHCO3溶液;③碱石灰换成NaHCO3固体。(3)吸收剂错误错因分析:①NaOH溶液换成饱和Na2CO3溶液;②苯换成四氯化碳;③饱和食盐水换成NaOH溶液;④饱和NaHSO3溶液换成NaOH溶液。(4)反应条件错误错因分析:①②③反应都需要加热。(5)仪器错误错因分析:①灼烧海带(固体)用坩埚;②稀硫酸要放在酸式滴定管中;③蒸发结晶要用蒸发皿。(6)仪器缺少或位置错误错因分析:①没有用玻璃棒引流;漏斗下端尖嘴处没有紧靠烧杯内壁;②温度计水银球放在蒸馏烧瓶支管口处,不能伸入液体中。(7)试剂、装置图均错误错因分析:应该将CO2通入溶有氨气的饱和食盐水;不需要防倒吸装置。(8)操作错误错因分析:①胶头滴管不能插入容量瓶中;②上层液体从分液漏斗上口倒出;③先将浓硫酸稀释并恢复至室温后再转移;④试管口要略向下倾斜;⑤应该短管进气长管出气;⑥⑦获得带有结晶水的物质,不能将溶液蒸干,应该蒸发浓缩、降温结晶;⑧⑨直接蒸发结晶得不到无水氯化铁、无水氯化镁,应该在HCl气流中加热。【模拟预测】1.巧妙的实验设计有助于更好地解决问题。下列装置能达到实验目的的是()A.用装置甲吸收SO2B.用装置乙验证SO2具有漂白性C.用装置丙制备NH3D.用装置丁干燥NH3答案D解析A.SO2与BaCl2溶液不反应,可改为Ba(OH)2溶液,故A错误;B.SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色不是验证其漂白性而是还原性,故B错误,C.NH4Cl受热分解生成HCl和NH3,HCl和NH3反应又生成NH4Cl,不可制备NH3,故C错误;D.NH3是碱性气体故可用碱性干燥剂碱石灰干燥,故D正确。2.(2024·江苏一模)实验室制取FeSO4溶液和NaHCO3溶液,并利用两者反应制取FeCO3,下列有关实验装置和操作不能达到实验目的的是()A.用装置甲制取FeSO4溶液B.用装置乙制取NaHCO3溶液C.用装置丙制取FeCO3D.用装置丁过滤所得的浊液答案C解析A.稀硫酸与Fe反应生成硫酸亚铁,同时过量的铁屑可防止Fe2+被氧化成Fe3+,A正确;B.碳酸钠溶液中通入二氧化碳,两者反应生成碳酸氢钠,B正确;C.碳酸氢钠和FeSO4反应生成FeCO3的同时还会生成CO2,不能关闭止水夹,C错误;D.装置丁可用于过滤所得到的浊液分离出FeCO3,且过滤操作正确,D正确。3.(2024·苏锡常镇联考)实验室由硫铁矿烧渣(含FeO、Fe2O3、SiO2等)制取无水氯化铁的实验原理和装置不能达到实验目的的是()A.用装置甲溶解硫铁矿烧渣B.用装置乙过滤得到含Fe2+、Fe3+混合溶液C.用装置丙氧化得到FeCl3溶液D.用装置丁蒸干溶液获得无水FeCl3答案D解析A.硫铁矿烧渣(含FeO、Fe2O3、SiO2等)置于烧杯中,加过量盐酸溶解,其中FeO、Fe2O3溶于盐酸生成氯化亚铁和氯化铁,SiO2不溶于盐酸,故A正确;B.酸溶后的悬浊液进行过滤分离,得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,故B正确;C.含氯化亚铁和氯化铁的混合溶液,转移入锥形瓶中加过量的双氧水,将氯化亚铁氧化为氯化铁,故C正确;D.所得氯化铁溶液应在HCl氛围中蒸发浓缩、冷却结晶,再将晶体在HCl气氛中脱水得到无水氯化铁,直接蒸发结晶无法得到无水氯化铁,故D错误。4.(2024·江苏仿真练)下列实验操作规范且能达到实验目的的是()A.用排水法收集NOB.分离Fe(OH)3胶体C.验证酸性:H2CO3>Al(OH)3D.加热FeCl2·6H2O制取无水FeCl2答案A解析A.NO不溶于水且不和水反应,故可以用排水法收集,故A符合题意;B.胶体能透过滤纸,不能过滤分离,故B不符合题意;C.挥发的盐酸也会和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,干扰了实验,C不符合题意;D.加热促进亚铁离子水解,且生成HCl易挥发,最终二价铁被空气中氧气氧化为三价铁,得不到无水氯化亚铁,故D不符合题意。5.(2024·扬州校考)氯及其化合物应用广泛。氯的单质Cl2可由MnO2与浓盐酸共热得到,Cl2能氧化Br-,可从海水中提取Br2;氯的氧化物ClO2可用于自来水消毒,ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水,与碱反应会生成ClO2−与ClO3−;亚氯酸钠(NaClO2)A.制取氯气B.制取氯水C.提高HClO浓度D.分离HClO答案C解析A.浓盐酸与MnO2加热条件制取Cl2,该装置中少了酒精灯,A项不能达到实验目的;B.制取的Cl2含有HCl,需要用饱和氯化钠洗气装置长进短出,该装置无法达到除杂的目的,B项不能达到实验目的;C.氯气溶于水存在平衡Cl2+H2OHCl+HClO,加入CaCO3消耗HCl使平衡正向移动,HClO浓度增大,C项能达到实验目的;D.最终得到浓的HClO中含有CaCO3固体,需要进行过滤除去,该装置错误,D项不能达到实验目的。6.(2024·连云港模拟)由废弃锌锰干电池中MnO2制取KMnO4晶体的实验原理与装置能达到实验目的的是()A.用装置甲实现MnO2与ZnCl2、NH4Cl的分离B.用装置乙灼烧MnO2、KOH和KClO3固体制取K2MnO4C.用装置丙通入CO2气体实现K2MnO4转化为KMnO4D.用装置丁蒸干KMnO4溶液获取KMnO4晶体答案B解析A.MnO2、ZnCl2、NH4C