2020年高考化学提升突破专题19 实验装置的选取与创新应用
——科学探究与创新意识
高中化学实验题具有多种考查形式,包括文字型、表格型、装置图型、流程图型等,在解答过程中要求学生充分检查连接的仪器、检查装置气密性、进行相关实验、尾气处理等环节,及时归纳实验过程中的相关实验要点,从而实现有效解题。
在近几年的高考实验命题中,尤其是全国I卷、北京卷、江苏卷、浙江卷、海南卷等都出现过三颈瓶等仪器,这些仪器属于不常用仪器,同时在试题中也常出现一些仪器的创新使用。
1.【2019新课标Ⅰ】实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯 【答案】D
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【解析】A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体,会使烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯和溴混合液流下,故A正确;B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,故B正确;C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,故C正确;D项、反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡、静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,故D错误。故选D。
【素养解读】本题考查化学实验方案的设计与评价,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,注意把握实验操作要点,结合物质的性质综合考虑分析是解答关键。
这类题将化学实验仪器及装置运用组合法、扩充法或替代法等,进行重新组合或者拆分,来进行实验研究。通过重新组合扩充的方式,考查考生全面的系统的知识,培养了考生的实验创新精神。将传统实验中涉及的实验仪器和用品进行有效替换,以提高化学实验的效果。考生往往因为装置新颖,药品在平时的学习中没有见过,在解题时形成了心理压力,导致不能静心分析,去伪存真,从而失分较多。
1. 三颈烧瓶 (1)使用方法
三颈烧瓶又称三口瓶,是一种常用的化学玻璃仪器(1).三颈烧瓶通常具有圆肚细颈的外观,
有三个口,可以同时加入多种反应物,或是安装冷凝管、温度计、搅拌器等。一般情况下,中口安装搅拌棒,一个边口安装分液漏斗,另一个边口安装分馏管或冷凝管或温度计。
(2)注意事项
它的窄口是用来防止溶液溅出或是减少溶液蒸发的,并可配合橡胶塞的使用,来连接其他的玻璃器材。烧瓶的开口没有像烧杯般的突出缺口,倾倒溶液时易沿外壁流下,所以通常都会用玻璃棒轻触瓶口以防止溶液沿外壁流下。因烧瓶的瓶口很窄,所以不适合用玻璃棒搅拌。
2. 恒压漏斗 (1)仪器优点.
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恒压漏斗是分液漏斗的一种,和其他分液漏斗一样,都可以进行分液、萃取等操作()。与其他分液
漏斗不同的是,恒压漏斗可以保证内部压强不变,一是可以防止倒吸,二是可以使漏斗内液体顺利流下,三是减小增加的液体对气体压强的影响,从而在测量气体体积时更加准确。 (2)使用方法
① 一般在封闭体系中用恒压漏斗,如绝大部分的有机合成实验,因有机物容易挥发、需要隔绝空气(氧 气)等。恒压漏斗在上述实验中与烧瓶(或其他反应容器)紧密连接,漏斗也要用塞子密封。此外,因恒压漏斗是合成实验的常规仪器,连接方便,一些不需要封闭或条件宽松的滴加过程(比如滴加水),也常用恒压 漏斗。
② 有时测量气体体积时,由于要消除液体所带来的气压影响,往往也会使用恒压漏斗,这样可以减小 误差。另外,使用恒压漏斗可以使其中的液体更好地流出,也能够加快实验进程。
3. 化学实验装置的设计与连接
要遵循目的性原则、科学性原则、安全性原则、可行性原则、直观性原则等。设计实验时注意制备易水解的物质一定要防止水解,通入加热干燥管的气体一定要干燥,有可燃性气体产生时,一定要防止爆炸,易燃和有毒气体一定要考虑安全和环境污染问题等。
与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为:气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收装置。进行物质性质的实验探究是要排除其他物质的干扰,要注意个别设问具有开放性答案,要注重从多角度进行思考。
【典例1】【武汉市武昌区2019届高三五月调研】亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为- 5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某学习小组在实验 室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。
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