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多功能瓶
“万能瓶”是一种类似图1 的装置,因为它结构简单、用途广泛,所以在化学实验中经常被用到,在中考化学中也是常考的知识点之一。笔者通过梳理近几年各地市的中考化学题,发现“万能瓶”的考查主要涉及以下几个方面。
一、考查气体的收集方法
【例1】(2019·桂林,节选)请帮助小红利用下列实验装置(如图2)制备并研究CO2的性质。的密度大于空气的密度,因此用向上排空气法收集,气体的流动方向为“长管进,短管出”,所以导管口的连接顺序是a→c→b。
思路总结:“长管进,短管出”用于收集密度比空气大且不与空气中成分反应的无毒气体;“短管进,长管出”用于收集密度比空气小且不与空气中成分反应的无毒气体。用排空气法收集气体时也可倒置使用,如图3所示。在收集气体时,气体的流动方向则与正放时恰好相反,即“长管进,短管出”用于收集密度比空气小且不与空气中成分反应的无毒气体;“短管进,长管出”用于收集密度比空气大且不与空气中成分反应的无毒气体。此外,将瓶内灌满水还可用于排水法收集气体,如图4 所示。因为气体的密度一般比水的密度小,所以不管什么气体,用排水法收集时流动方向均为“短管进,长管出”,用于收集不溶于水且不与水反应的气体。只要控制好反应的速率,此装置也可以收集有毒气体,这是此装置的一大优点。
二、考查气体的除杂和干燥
【例2】(2019·青岛,节选)根据下列实验装置图(如图5),请回答问题。:此题考查了利用“万能瓶”对气体进行除杂和干燥。饱和碳酸氢钠溶液可除去二氧化碳中的氯化氢气体,浓硫酸是对二氧化碳进行干燥,因此连接顺序是气体发生装置B→G→D。
【例3】(2019·遵义,节选)(3)图6、图7、图8 是实验中的常用装置,请回答下列问题。:利用“万能瓶”对气体进行除杂和干燥一般遵循这样的原则:①气体的流动方向都是“长管进,短管出”;②气体的除杂、干燥顺序为先除杂后干燥;③瓶内装的除杂试剂必须只能与杂质反应,不能与被提纯的气体反应;④瓶内装的干燥试剂一般为浓硫酸,所以被干燥的气体不能与浓硫酸反应,一般用于干燥中性和酸性气体。
三、考查气体性质的检验
【例4】(2019·龙东,节选)实验室制取气体时需要的一些装置如图9所示,请回答下列问题。(5)某兴趣小组的同学用A、G、H 装置进行实验,若实验时G 装置中蜡烛燃烧更剧烈,H 装置中的现象是____,A装置中反应的化学方程式为_____。
解析:此题利用“万能瓶”考查了气体的性质。根据题意,实验时G 装置中蜡烛燃烧更剧烈,说明通入的是氧气,蜡烛燃烧生成的是二氧化碳,所以H 装置中的现象是澄清石灰水变浑浊;A 装置中反应的化学方程式为(3)若用图10 装置检验制取的二氧化碳气体中是否含有氯化氢和水蒸气,写出气体通过装置的接口顺序____(用“a”“b”“c”“d”表示)。
解析:本题考查了利用“万能瓶”对气体的性质进行检验。先利用无水硫酸铜固体检验二氧化碳气体中是否混有水蒸气,再利用硝酸银溶液检验二氧化碳气体中是否混有氯化氢气体,气体的流动方向是“长管进,短管出”,所以气体通过装置的接口顺序为cdba或dcba。思路总结:利用“万能瓶”对气体的性质进行验证一般遵循这样的原则:①气体的流动方向都是“长管进,短管出”;②气体验证顺序为先检验水蒸气再检验其他气体;③瓶内装的验证试剂必须只与被验证气体反应且产生明显的现象,不能与其他气体反应。
四、考查测量气体的体积
【例6】(2019·新疆,节选)气体的实验室制取是学生必备的基本实验技能,请根据图11装置回答问题::做量气装置时一般将“万能瓶”和量筒结合使用,瓶内装有水,气体的流动方向是“短管进,长管出”;如果是能溶于水的气体,通常在水的上方放一层植物油。
五、考查气体通入的速率
D.实验室中将该装置盛浓硫酸干燥氧气时,气体从a导管进入
解析:本题考查了利用“万能瓶”监控气体的通入速率。医院给病人输氧时,该装置连接在氧气瓶和病人之间,目的是给氧气加湿、观察是否有氧气输出和氧气的输出速率。实验室中将该装置装满水收集氧气时,气体应该从b导管进入。说法不正确的是C。思路总结:利用该装置监控气体的通入速率,可在瓶中加入少量蒸馏水,气体的流动方向是“长管进,短管出”,根据瓶中产生气泡的速率来监控输出气体的速率和是否有气体输出。本装置也可以用于监控有气体生成的化学反应的速率。六、综合考查
【例8】(2019·兰州,节选)请结合图13 的实验装置,回答下列问题。(4)某氢气中混有少量的水蒸气,欲使用F、G 装置除去少量的水蒸气并收集氢气,则装置的连接顺序为_______(用端口字母表示)。
解析:本题考查了利用“万能瓶”对气体进行干燥和收集。用F 装置进行干燥,气体的流动方向为“长管进,短管出”;用G 装置收集气体,因为氢气的密度比空气小,所以气体的流动方向为“短管进,长管出”。则装置的连接顺序为abdc。【例9】(2019·苏州)下列有关CO2实验的图示正确的是( )。:本题B、D选项考查了利用“万能瓶”排水法收集气体和气体性质的验证。用排水法收集气体时气体的流动方向为“短管进,长管出”,再者二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集;验证气体的性质时气体的流动方向是“长管进,短管出”,可以用石蕊试液验证二氧化碳能与水反应,所以正确的选项为D。
七、改进装置的考查
【例10】(2019·安顺)下列实验操作不正确的是( )。:本题D 选项考查了利用“万能瓶”的改进装置来检查装置的气密性。双手紧握烧瓶,气体受热膨胀产生的压强将水压入玻璃管内,形成一段水柱,就说明装置的气密性良好。
【例11】(2019·武汉,节选)多角度认识物质及其变化,能帮助我们更全面地了解物质世界。:本题利用“万能瓶”的改进装置测定空气中氧气的含量。红磷燃烧将集气瓶内的氧气反应掉,使瓶内气压减小,冷却到室温打开止水夹,水会被吸入集气瓶内,进入水的体积就是消耗掉的氧气的体积。
八、对混合气体进行分离
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