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- 2023-11-19 发布
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专题突破32 仪器的组合与创新应用
受条件限制为完成特定的实验目的，在掌握实验仪器常规使用方法的基础上，利用实验原理对仪器进行组合“一器多用”“多器同用”甚至革新显得十分重要。有关试题在综合实验装置判断题中十分常见，解答这类试题时，除了要知道所给仪器或装置的特点，还必须清楚实验的目的、发生反应的原理、生成物的性质、反应发生的条件、实验中有无杂质干扰、如何排除等都是要考虑的因素。应用实例总结如下：
一、一器多用
1．漏斗的多种用途
(1)组成过滤器进行过滤
(2)向酒精灯中添加酒精
(3)倒置使用，防止倒吸
2．用途多变的广口瓶
回答下列问题：
(1)收集气体(如图A)，若用排空气法收集CO2，则应从________口进气；若瓶中装满饱和食盐水，从________口进气，收集Cl2；也可用A装置除去Cl2 中的少量HCl，则广口瓶中盛放________，应从________口进气。
答案 b a 饱和食盐水 b
(2)装置E可用于贮存少量气体，若E中收集了少量H2，怎样排出H2？____________________。
答案 打开止水夹，向长颈漏斗中注入适量蒸馏水
(3)图中可用于测量气体体积的是________(填装置字母，下同)，用作安全瓶的是_________，接在气体连续制备的实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是________。
答案 C D B
(4)用于监控气体流速(如图F)，广口瓶中盛有液体，从________端通入气体，根据液体中产生气泡的速率来监控通入气体的流速。
答案 a
3．干燥管的“一材多用”
(1)位置不同，作用不同
①在整套实验装置的中间横放——干燥、吸收及检验装置
a．干燥管内装有固体干燥剂，可用于干燥气体。
b．干燥管内盛有无水硫酸铜时，可用于水的检验。
c．可用于定量测定气体的质量。
②在整套实验装置的最后横放——“左吸右挡”
既可以吸收多余的尾气，防止污染空气，又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中，简记为“左吸右挡”。
(2)干燥管的创新使用
A．防倒吸装置
B．简易的过滤器，如净化天然水
C．简易的启普发生器
二、多器同用
1．气体干燥装置
干燥气体可用洗气瓶(如图①盛放液体干燥剂)、干燥管(如图②，球形干燥管)、U形管(如图③，盛放固体干燥剂)。
2．测量气体体积的装置(排液法)
其中，使用装置④时需注意：冷却至室温；使集气瓶与量筒内液面相平；读数时视线与凹液
面的最低点相平。
3．冷凝装置
其中冷凝管中的水流方向应与气流方向相反。
4．防倒吸装置的创新(以用水吸收氨气为例)
防倒吸原理
(1)肚容式：(上图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ)
由于上部有一容积较大的空间，当水进入该部分时，烧杯(或试管)中液面显著下降而低于漏斗口(或导管口)，由于重力作用，液体又流回到烧杯(或试管)中。
(2)接收式(上图中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)
使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收，防止进入前端装置(如气体收集装置等)。它与肚容式的主要区别是液体不再流回到原容器。
(3)隔离式(上图中的Ⅵ、Ⅶ)
导管末端与液体吸收剂呈隔离状态，导管内压强不会减小，能起到防倒吸作用。
1~3题每小题有一个或两个选项符合题意。
1．已知HCl难溶于CCl4，则如下图所示装置中，不适宜用于HCl气体尾气吸收的是( )
答案 BC
解析 A项，倒扣的漏斗的边缘紧靠液面，易吸收易溶性气体，能防止倒吸，正确；B项，倒扣的漏斗插入液面以下，无法暂存倒吸的液体，不能起到防倒吸的作用，错误；D项，吸收装置中干燥管的导管口伸入液体中，但该装置采用肚容式，易吸收易溶性气体，且能防止倒吸，正确。
2．用如图所示装置进行下列实验，能达到实验目的的是( )
A．瓶中盛有适量浓硫酸，从A口进气来干燥NH3
B．从B口进气，用排空气法收集CO2
C．瓶中装满水，从B口进气，用排水法收集NO2
D．瓶中装满水，A口连接导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成H2的体积
答案 D
解析 A项，不能用浓硫酸干燥NH3；B项，用向上排空气法收集CO2时，应从A口进气；C项，NO2与H2O反应，不能用排水法收集；D项，H2难溶于水，从B口导入H2，能将瓶中水压入量筒中，进入量筒中水的体积即为H2的体积。
3．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中的a可用于吸收尾气中的Cl2，b可用于吸收气体时防倒吸
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中碱石灰可吸收Cl2，b常用于防倒吸；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；③中大试管中Cu与浓硫酸反应生成SO2气体，若小试管中酸性KMnO4溶液退色，则证明SO2具有还原性，C项能达到实验目的；④中KHCO3受热不稳定，X中应放的物质是KHCO3，D项不能达到实验目的。
4．(2019·酒泉市敦煌中学高三一诊)某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是( )
A．甲装置：可用来证明碳酸的酸性比硅酸强
B．乙装置：橡皮管的作用是能使盐酸顺利流下
C．丙装置：不能用来测定NH3的体积
D．丁装置：先从①口进气集满二氧化碳，再从②口进气，可收集氢气
答案 C
解析 植物油能隔离氨气与水的接触，可以将水排出，可以测定氨气的体积，C错误；导管长进短出可收集密度比空气密度大的气体，短导管进气可收集密度比空气密度小的气体，则从①口进气集满二氧化碳，再从②口进气，可收集氢气，D正确。
5．ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。
已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应：2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl。
下图是实验室用于制备和收集一定量较纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。
其中F中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中的未反应的Cl2)。
解答下列有关仪器名称、连接、装置作用等相关问题：
(1)装置A中导管a的作用是____________。
(2)装置B可用于暂时储存多余的氯气，实验完毕后，关闭活塞K，B中观察到的现象是__________________。
(3)装置C的作用是______________________________________________________________，
C中所盛试剂是________________。
(4)D、F都是洗气瓶，其中D的作用是_______________________________________________。
(5)G为ClO2收集装置，应选用的装置是________(填序号)，其中与F装置导管相连的导管口是________(填接口字母)。
(6)装置H的作用是________________。
答案 (1)平衡气压、便于液体顺利滴下
(2)集气瓶中液面下降，长颈漏斗b中液面上升，气体呈黄绿色
(3)除去Cl2中混有的HCl，平衡气压，防止气压过大 饱和食盐水
(4)干燥Cl2
(5)② q
(6)防倒吸
