仪器连接
【典型例题分析】
[例1] 实验室用图1所示装置制取纯净、干燥的氢气，并进行还原氧化铜的实验（发生装置生成的氢气可能含有氯化氢和水）。
图1
回答下列问题：
（1）装置B、C内所盛的液体分别是浓硫酸和氢氧化钠中的一种，则装置B内所盛液体应是 ，装置C的作用是 。
（2）为检验氢气还原氧化铜有水生成，装置E中所盛试剂是 ，反应后装置E中观察到的实验现象是 。
（3）为证实生成的气体中混有氯化氢气体，装置B应改盛 溶液。
（4）氢气还原氧化铜的主要操作步骤有：
① 加热氧化铜 ② 检验氢气纯度 ③ 停止加热 ④ 通入氢气 ⑤ 停止通入氢气。正确的操作顺序（序号）是 。
（5）实验过程中，通入D装置的氢气如果不纯（混有空气）就可能发生 事故。
解析：本题是一道以氢气有关知识为主线，融合实验操作、清除杂质、干燥气体、现象观察分析和物质检验等为一体的综合题。设计意图是：检查对氢气各种知识的掌握情况，也是对所学各种化学知识能否达到融会贯通，运用自如程度的全面检阅。这类题的解决方法是：抓牢主线，认真审题，周密思考各种所给物质及仪器的性质和用途，弄清各自的作用，采用各个击破的方法，层层推进，把问题解决。现分析如下：
（1）根据题目要求，A中生成的气体到达D时，除氢气外不得有其他杂质。所以，B、C的作用是除掉氢气中可能混有氯化氢和水蒸气。氯化氢可用氢氧化钠溶液除去，水蒸气可用浓硫酸除去。为保证进入D中的氢气干燥，C中应装浓硫酸，B中盛氢氧化钠。
（2）由于无水硫酸铜是白色固体，它易吸水变成蓝色晶体。所以，E中可盛无水硫酸铜，现象是白色固体变蓝色。
（3）硝酸银跟氯化氢反应生成白色沉淀，所以B中盛硝酸银溶液。
（4）氢气还原氧化铜的实验操作可简单概括成八个字：“一通；二点；三撤；四停”。含义是：第一步通入纯氢气；第二步点酒精灯加热；第三步撤去酒精灯；第四步停止通入氢气。记准这个顺序，正确选择答案就容易了。
（5）不纯的氢气点燃时会发生爆炸。
答案：
（1）氢氧化钠溶液 干燥氢气
（2）无水硫酸铜 白色变成蓝色
（3）硝酸银溶液
（4）②④①③⑤
（5）爆炸
[例2] 为验证某混合气体由H2、CO和HCl组成，请从图2中选用适当的实验装置设计一个实验，并回答下列问题：（注意：图中装置不得重复使用，有的装置可不选用。）
图2
（1）所选用装置的正确连接顺序是（只要求写出图中装置的序号） 。
（2）选用的第一个装置的作用是 ；选用的第二个装置的作用是 。
（3）首尾装置中出现的现象分别为 ， 。
解析：由题意可知：HCl可用AgNO3溶液检验，而H2、CO只能利用它们跟CuO反应后的生成物不同进行验证。因为H2、CO中若混有其他杂质气体会影响验证结果，所以H2、CO通入盛有CuO的装置前，一定要除去其他杂质。因此，应先将混合气体通过装置④（验证并吸收HCl），然后通过⑥（除去剩余的HCl和H2O），再通过①（使H2、CO与CuO反应），再通过⑦（检验生成水，证明含有H2），最后通入⑤（检验生成CO2，证明含有CO）。
答案：
（1）④⑥①⑦⑤
（2）验证混合气体中HCl的存在；吸收气体中的水蒸气，排除对H2还原氧化铜的产物水的验证的干扰
（3）有白色沉淀产生；有白色沉淀产生
说明：
（1）通过水溶液的气体，会含水蒸气。
（2）吸收水常用① 浓硫酸 ② 固体NaOH ③ 生石灰等；验证水用无水CuSO4。
（3）吸收CO2常用① NaOH溶液 ② 固体NaOH等；验证CO2用澄清的石灰水。
[例3] 某同学用纯净、干燥的一氧化碳做还原氧化铜的实验，因一氧化碳中混有少量二氧化碳，还要防止反应后多余的一氧化碳污染空气，他准备了甲、乙、丙、丁四个装置（丙装置中的浓硫酸可吸收水蒸气），试回答下列问题：
甲 乙 丙 丁
（1）装置丙中氢氧化钠溶液的作用是 。
（2）实验进行时，各装置口的连接顺序为：A接 ， 接 ，G接 。
（3）C处放出的气体为 ，应 处理。
（4）装置丁中反应管内的现象是 。
（5）装置乙中的现象是 。
答案：
（1）吸收原混合气体中的二氧化碳。CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，因为NaOH溶液质量分数大，NaOH极易溶于水；而
质量分数小，属微溶于水的物质。因此，吸收CO2常选用NaOH，不用。
（2）A接E、D接F，G接B。
（3）CO，点燃法
（4）黑色粉末变红
（5）石灰水由澄清变浑浊
[例4] 一种气体可能含有N2、H2O（气）、CO2、H2和CO中的一种或几种，某同学设计了以下实验装置研究该气体的组成（A中试剂足量）：
该同学观察到的现象为：A、E中澄清的石灰水变浑浊，B、F中无水硫酸铜变蓝，C中浓H2SO4无明显变化，D中氧化铜转化为一种红色物质。于是他得到如下结论：气体中① 肯定不含CO2；② 肯定含CO； ③ 肯定含H2O（气）；④ 肯定含H2；⑤ 可能含N2。你认为不正确的结论是
（填序号）。为使实验得到正确结论，须将上述实验中的仪器装置重新连接，你认为合理的排列顺序是
（填代号）。其中C中浓
的作用是
，F中无水硫酸铜的作用是
。
解析：此题为2000年中考题，是一道综合推断、鉴别、除杂的实验题。因A中澄清石灰水变浑浊，可判断混合气体中肯定含有CO2气体。因先经过石灰水后经无水CuSO4，有颜色改变，无法确知使无水CuSO4变蓝的水的来源，故不能断定原混合气体中是否含有H2O（气）。同理，还原CuO后，经过石灰水而后经无水CuSO4，同样不能断定水的来源，因此无法确知是否含有H2。
答案：不正确的结论是①③④，正确顺序为BACDFE。
浓H2SO4的作用是：除去气体中的水蒸气。
F无水CuSO4的作用：证明D中是否产生水，从而判断混合气体中是否含有H2。
注：欲证明水的存在，应将无水CuSO4放置在装置的最先，以防气体流经其它试剂洗瓶带出水蒸气而影响判断。
欲证明H2的存在，应将无水CuSO4放置在还原装置后的第一个位置。
[例5] 图3所示装置有多种用途。
图3
请回答下列问题：
（1）洗气：除去CO2中的水蒸气，装置内应盛的物质是 。
（2）检验：证明CO中混有CO2，装置内应盛 。
（3）贮气：若用排空气法收集H2，气体应从装置的 端通入（填“A”或“B”，下同。）
若用排水法收集O2，瓶内先装满水，气体从 端通入。
若要用水将装置中的氧气排出来进行实验，水应从 端通入。
解析：设计本题的意图是考查学生应用已有知识解决新问题的能力。由于题中所示的装置及用途，教材上没做专门介绍，所以，需要学生结合题意和学过的有关知识，分析探索进行解答。不难推断：将气体由A或B通入时会出现以下几种情况：①瓶中加入液体时：气体由A通入液体会从B导出，由B通入气体会把瓶中的液体从A排出。② 瓶中不加液体时：由A通入的气体会从B导出，由B通入的气体会从A导出。因此，向瓶中加入一定量的液体（不超过1/3容积），由A通入气体时，可进行洗气与检验操作（本题的洗气操作是除去CO2中的水蒸气，可选用易吸水且跟CO2不反应的浓硫酸；而证明CO中混有CO2的检验操作，应选用跟CO2反应生成白色沉淀且跟CO不反应的澄清石灰水）；向瓶中加满水，由B通入气体，能进行排水法收集气体；瓶中不加任何液体，由A通入气体可进行向上排气法收集气体，由B通入气体可进行向下排气法收集气体。
答案：
（1）浓硫酸
（2）澄清的石灰水
（3）B；B；A
【模拟试题】（答题时间：40分钟）
1. 根据下图所示实验装置进行回答：
（1）用固体与液体在常温下反应产生气体应选(填序号，下同)______；用固体受热反应产生气体应选_____；收集难溶性气体应选______；收集常温下密度比空气大的气体应选_______。
（2）A的试管口略向下倾斜，是为了防止受热后试管________；B中的长颈漏斗末端应伸至液面以下，可以防止产生的气体_______。伸进D、E中的导管均应接近集气瓶底部，是为了将瓶中的空气________。
（3）实验室用无水醋酸钠和碱石灰两种固体加热来制取甲烷气体，请根据甲烷的性质回答：
① 制取甲烷时可选用的发生装置是________，与实验室制取________的发生装置相同。
② 收集甲烷时可选用的收集装置是________或________。
2. 今有A、B、C三种无色气体和D、E、F三种黑色粉末，已知它们之间能发生如下反应：① A+C→B ② B+D→A ③ D+E→B+Cu
（1）根据以上反应推断有关物质的化学式：
A. ________ B. _______ C. _______ D. _______ E. _________
（2）若C和F均可由某紫黑色晶体受热分解而生成，试写出这一反应的化学方程式_____________，F的化学式为_________________。
3. 填空回答问题：
A B C
（1）上图所示装置中， 可用于实验室制取氢气。在点燃这种气体前，一定要先 ，否则可能引起气体发生装置爆炸。
（2）上图所示装置中， 可用于实验室制取二氧化碳。检验二氧化碳是否已经集满的方法是： 。
4. 某学生设计了如下装置制取二氧化碳并验证二氧化碳分别与水和氢氧化钙反应的性质。根据该学生设计的装置和所要达到的实验目的，回答下列有关问题：
A B C
（1）用石灰石和浓盐酸作制取二氧化碳的试剂，不能达到验证二氧化碳与水反应的性质的目的，其原因是： 。为达实验目的，在不变动实验仪器装置的情况下，改正的方法是： 。
（2）装置B中盛装的试剂是： ，实验现象是： 。
（3）装置C中二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式为： 。
5. 根据下列实验装置图回答（装置用代号表示）：
A B C D
（1）实验室制氧气时，应选用的发生装置是 ；检验二氧化碳气体可选用D装置，其装置中盛放的试剂一般是 。
（2）用锌粒和浓盐酸反应制氢气，将制出的气体通入硝酸银溶液中，有白色沉淀生成，说明氢气中含有（写化学式） ，若要制出纯净、干燥的氢气，除发生装置外，还应选用的一种装置是 ，该装置中药品的作用是 。
（3）实验室制取氧气有以下主要操作步骤：① 加热 ② 把药品装入试管后固定在铁架台上 ③ 检查装置的气密性 ④ 熄灭酒精灯 ⑤ 用排水取气法收集气体 ⑥ 从水槽中取出导管。正确的操作顺序是（写序号） 。
6. 根据下列给出的实验装置图，回答：
A B
C D
（1）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰混合加热制取甲烷，可选用的发生装置是 。
在做甲烷燃烧实验时，点燃前必须要 ，否则会发生危险。
（2）若用装置C制取CO2，并把CO2通入澄清石灰水中，较长时间一直未观察到石灰水变浑浊，其原因是生成的CO2中混有 气体。
（3）D是用CO还原CuO的实验装置图。实验时，① 中的现象是 ；② 中的现象是 。
尾气应该 ，以防止和控制尾气中的 对空气的污染。
7. 实验室提供下列盛有药品的仪器，让两个实验小组各自证明某一混合气体中含有二氧化碳、一氧化碳和水蒸气。
用A、B、C、D填空
（1）甲组分别证明混合气体中含有某一种气体：
① 证明其中含有CO2，选用 ；
② 证明其中含有水蒸气，选用 ；
A B C D
③ 选择必要的仪器（每种只用一次）证明其中含有CO，按气体通过的先后顺序依次是 。
（2）乙组用上述仪器（每种只用一次）组装一套装置，通过一次实验证明混合气体中含有二氧化碳、一氧化碳和水蒸气，则应该将 中的药品换成
溶液，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是
。
8. 请充分发挥你的聪明才智，按示例为下图所示装置设计至少3种用途，并说明使用方法：
示例：用途干燥气体
使用方法在瓶内盛放浓硫酸，气体由a端通入，可干燥H2、O2等
（1）用途 ，使用方法 。
（2）用途 ，使用方法 。
（3）用途 ，使用方法 。
9. 现有碳酸盐矿石（主要成分是BaCO3和CaCO3），要从该矿石中分离出BaCO3，并尽可能除去Ca2＋。
分离要求：A：原料只有矿石、水和燃料，不另用其他化学原料；B：Ca2＋含量越低越好。
（1）下面是分离的实验步骤，在标有箭头的横线的上方或下方注明反应所需的条件、方法或所需物质，在方框内写出每步所得产物的化学式。
（2）写出反应的化学方程式：
由A→B：
由B→C：
由D→E：
【试题答案】
1.
（1）B；A；C；D
（2）炸裂；从长颈漏斗选出；排净
（3）① A；O2 ② C；E
2.
（1）CO；CO2；O2；C；CuO
（2）
↑； MnO2
3. （1）A、C；检验其纯度 （2）B；将燃着的木条放在集气瓶口
4.
（1）所制得的CO2中含有HCl；将浓HCl换为稀HCl
（2）紫色的石蕊试液；紫色石蕊试液变为红色
（3）+CO2==
CaCO3↓+H2O
5.
（1）A；澄清的石灰水
（2）HCl；C；除去氯化氢和水蒸气
（3）③、②、①、⑤、⑥、④
6.
（1）B；检验甲烷的纯度 （2）氯化氢
（3）黑色的CuO逐渐变为红色；澄清的石灰水变浑浊；用气球收集或点燃；一氧化碳
7.
（1）① D ② B ③ CAD
（2）C；BCAD
8.
（1）除CO2，在瓶内装入NaOH溶液，a进b出。
（2）排水取气，在瓶内装满水，b进a出。
（3）证明CO2，在瓶内装入Ca(OH)2溶液，a进b出。
还可用于排空气取气，若向上排空气，应a进b出；若向下排空气，应b进a出。
9.
A→B CaCO3
CaO+CO2↑，BaCO3BaO+CO2↑；
B→C CaO+H2O＝， BaO+H2O＝；
D→E + CO2＝BaCO3↓+ H2O