重点1 仪器组合型实验方案的设计与评价-2021年高考化学【热点·重点·难点】专练（新高考）（解析版）

重点 1 仪器组合型实验方案的设计与评价 【新高考研究】 1．【2020 山东新高考】利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是 A．用甲装置制备并收集 CO2 B．用乙装置制备溴苯并验证有 HBr 产生 C．用丙装置制备无水 MgCl2 D．用丁装置在铁上镀铜 【答案】C 【详解】 A. CO2 密度大于空气，应采用向上排空气法收集，A 错误； B. 苯与溴在溴化铁作用下反应，反应较剧烈，反应放热，且溴易挥发，挥发出来的溴单质能与水反应生成 氢溴酸，所以验证反应生成的 HBr，应先将气体通过四氯化碳，将挥发的溴单质除去，B 错误； C. MgCl2 能水解，在加热时通入干燥的 HCl，能避免 MgCl2 的水解，C 正确； D. 电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，所以丁装置铁为阳极，失去电子，生成二价铁离子， 铜为阴极，溶液中的铜离子得到电子，得到铜，D 错误。 答案选 C。 2．【2020 北京新高考】用下列仪器或装置(图中夹持略)进行相应实验，不能达到实验目的的是 A B C D 配制一定物质的量 检验浓硫酸与铜反应产生的二 检验溴乙烷消去产物中的 分离酒精和水 浓度的氯化钠溶液 氧化硫 乙烯 【答案】D 【解析】 【详解】 A．图示为配制一定量浓度溶液的转移操作，图示操作正确，故 A 能达到实验目的； B．浓硫酸和铜在加入条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，通入到品红溶液中，若品红褪色， 则证明生成二氧化硫，二氧化硫气体是大气污染物，不能排放到空气中，试管口用浸有氢氧化钠溶液的棉 花团吸收二氧化硫，图示正确，故 B 能达到实验目的； C．溴乙烷在氢氧化钠醇溶液加热作用下发生消去反应生成乙烯，由于乙醇易挥发，制得的乙烯中含有乙醇 蒸汽，先通过水，使乙醇溶于水，在将气体通入酸性高锰酸钾溶液中，若酸性高锰酸钾溶液褪色，则可以 证明反应中产生乙烯，故 C 能达到实验目的； D．乙醇和水任意比互溶，分液操作无法分离，故 D 不能达到实验目的； 答案选 D。 3．【广东省 2021 年普通高中学业水平选择考适应性测试】提取海带中 I2 的实验中，所选择的装置或仪器(夹 持装置已略去)正确的是 A B C D 灼烧 溶解 过滤 分液 【答案】D 【详解】 A．灼烧应该用坩埚，图示用的蒸发皿，故 A 错误； B．溶解不需要用容量瓶，故 B 错误； C．过滤时应该用玻璃棒引流，且漏斗下端要紧靠烧杯内壁，故 C 错误； D．分液时需要使用分液漏斗，漏斗下口紧靠烧杯内部，故 D 正确； 综上所述答案为 D。 4．【湖北省 2021 年普通高中学业水平选择考适应性测试】下列实验操作或装置正确的是( ) A B C D 蒸发除去苯甲酸中的乙醇 除去水中的苯酚 实验室纯化工业乙酸乙酯 用氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液 【答案】C 【详解】 A．蒸发多用于固液分离，乙醇和苯甲酸为液液分离，苯甲酸沸点高于乙醇的沸点，应该应用蒸馏的方法， 故 A 错误； B．苯酚微溶于水，水中苯酚形成乳浊液，故不能用过滤分离，故 B 错误； C．杂质沸点低于乙酸乙酯采用蒸馏的方法纯化效果更好，装置无错误，故 C 正确； D．氢氧化钠溶液为碱性，应该用碱式滴定管而不是酸式滴定管，故 D 错误； 故选 C。 5．【江苏省 2021 年普通高中学业水平选择考适应性测试】氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业， 也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；合成氨反应为 N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。实验室用 加热 NH4Cl 和 Ca(OH)2 固体混合物的方法制取少量氨气。实验室制取 NH3 时，下列装置能达到相应实验目 的的是( ) A．生成 NH3 B．干燥 NH3 C．收集 NH3 D．吸收 NH3 尾气 【答案】B 【详解】 A．实验室用加热 NH4Cl 和 Ca(OH)2 固体混合物的方法制取少量氨气，制取装置中试管口应该略向下倾斜， 防止水倒流引起试管炸裂，故 A 错误； B．碱性气体选用碱性干燥剂，故可用碱石灰干燥氨气，故 B 正确； C．氨气的密度比空气小，应该用向下排空气法，故 C 错误； D．氨气极易溶于水，装置图中导管不能直接插入水中，否则会引起倒吸，故 D 错误； 故答案为 B。 【命题规律和备考建议】 本专题为高考热点。主要考查仪器组合使用的目的、操作方法、实验现象等。考查形式主要为选择题， 难度较低。2021 年高考备考时，应关注物质制备或实验探究的微型实验。 【限时检测】（建议用时：30 分钟） 1．【上海市浦东新区 2021 届高三一模】下列有关实验设计合理的是 A B C D 验证浓硫酸稀释放热 验证氧化性：Cl2＞Br2 纸层析法分离 Cu2+与 Fe3+ 实验室制乙炔 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】 A．验证浓硫酸稀释放热时，应将浓硫酸滴入水中，A 不正确； B．氯水滴入 NaBr 溶液中，发生反应 Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，从而得出氧化性 Cl2＞Br2，B 正确； C．纸层析法分离 Cu2+与 Fe3+时，滤纸条上的试液点滴应位于展开剂液面的上方，C 不正确； D．电石遇水易转化为粉末，从塑料板小孔漏到试管底部，起不到控制反应随时发生、随时停止的作用，D 不正确； 故选 B。 2．【上海市静安区 2021 届高三一模】为探究 SO2 与 Fe3+间是否发生氧化还原反应，按如图装置进行实验（夹 持、加热仪器略），下列说法正确的是（ ） A．A 中的反应仅体现了浓硫酸的氧化性 B．试剂 a 为饱和 NaHCO3 溶液 C．C 中溶液 pH 降低，证明 Fe3+氧化了 SO2 D．检验 C 中的溶液含有 Fe2+，证明 Fe3+氧化了 SO2 【答案】D 【详解】 A. 铜和浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，该反应体现了浓硫酸的氧化性和酸性，故 A 错误； B. 试剂 a 为饱和 NaHSO3 溶液，故 B 错误； C. C 中溶液 pH 降低，可能是 SO2 溶于水生成亚硫酸，故 C 错误； D. 检验 C 中的溶液含有 Fe2+，说明 Fe3+降低变为 Fe2+，因此证明 Fe3+氧化了 SO2，故 D 正确。 综上所述，答案为 D。 3．【上海市黄浦区 2021 届高三一模】下列有关海带提碘的原理和装置合理的是 A．甲——灼烧碎海带 B．乙——过滤海带灰的浸泡液 C．丙——分离用乙醇萃取碘水后的有机层和水层 D．丁——分离碘和有机溶剂 【答案】B 【详解】 A．灼烧固体药品的仪器是坩埚，所以灼烧海带应该用坩埚，蒸发皿用于蒸发溶液，故 A 不合理； B．碘元素以碘离子存在于海带灰浊液中，可以通过过滤的方法分离海带灰的浸泡液，故 B 合理； C．乙醇易溶于水，不能用乙醇萃取碘水中的碘，故 C 不合理； D．蒸馏中的冷却水应该下进上出，温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口处，故 D 不合理； 故选 B。 4．【上海市崇明区 2021 届高三一模】用如图实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略)，能达到实验目的 的是( ) A．干燥 Cl2 B．吸收 NH3 C．蒸馏液体混合物 D．吸收 SO2 【答案】D 【详解】 A．用浓硫酸干燥 Cl2 时，应长管进气，短管出气，故 A 错误； B．NH3 极易溶于水，用导管直接把 NH3 通入 H2O 中，会引起倒吸，故 B 错误； C．蒸馏时，温温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管处，故 C 错误； D．SO2 属于酸性氧化物，能和氢氧化钠反应，所以把 SO2 通入 CCl4 中可防止倒吸，故 D 正确； 故答案：D。 5．【上海市宝山区 2021 届高三一模】下列实验仪器或装置的选择正确的是 A B C D 收集 CO2 除去 Cl2 中的 HCl 配制 20.00mL0.1 mol∙L−1Na2CO3 溶液 制取乙炔 【答案】D 【详解】 A．二氧化碳密度比空气大，应该用向上排空气法，故 A 错误； B．除去 Cl2 中的 HCl ，应长进短出，故 B 错误； C．应该使用容量瓶先配制配制 50mL 0.1 mol∙L−1Na2CO3 溶液，再取出 20mL，故 C 错误； D．广口瓶中放入电石，漏斗中装入饱和食盐水，发生反应生成乙炔，故 D 正确。 综上所述，答案为 D。 6．【安徽省黄山市 2021 届高三第一次质量检测】下列图示实验说法正确的是( ) A．过滤海带灰的浸泡液 B．除去 Cl2 中的 HCl C．实验室制氯气 D．实验室制取氨气 【答案】A 【详解】 A．用过滤方法能够分离难溶性固体与可溶性液体混合物，方法得当操作合理，A 正确； B．杂质 HCl 能够与 NaHCO3 反应产生 CO2 气体，会使 Cl2 中混入新的杂质，不能达到除杂的目的，应该用 饱和食盐水，B 错误； C．MnO2 与浓盐酸混合制取 Cl2 需加热条件，图示中缺少加热装置，因此不能制取得到 Cl2，C 错误； D．NH4Cl 受热分解产生 NH3、HCl，NH3、HCl 在试管口遇冷又重新化合形成 NH4Cl，因此用该方法不能 制取得到 NH3，D 错误； 故合理选项是 A。 7．【北京市顺义区 2021 届高三第一次统练】用下列装置进行相应的实验，不能达到实验目的的是( ) A B C D 实验室制备少量氨 气 实验室制备乙酸乙 酯 证明铁钉发生了吸氧 腐蚀 证明酸性：盐酸> 碳酸>硅酸 【答案】D 【详解】 A．氧化钙固体中滴加浓氨水，反应吸水放热， NH3·H2O 发生分解反应产生氨气、放热降低了氨气在水中 的溶解度，故可用于在实验室制备少量氨气，A 正确； B．浓硫酸、加热条件下，乙酸和乙醇发生酯化反应制备乙酸乙酯，用饱和碳酸钠溶液承接乙酸乙酯粗产品， 导管没有插入液面下可以防倒吸，B 正确； C．不纯的铁碳合金在饱和食盐水中能发生吸氧腐蚀， C 正确； D．通过盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，可证明酸性：盐酸>碳酸，通过将纯净的二氧化碳通入硅酸 钠溶液产生白色硅酸沉淀，可证明酸性：碳酸>硅酸，装置中浓盐酸挥发出的 HCl 气体混在二氧化碳气体中， 导致盐酸和硅酸钠溶液反应，对实验有干扰，D 错误； 答案选 D。 8．【广西桂林市 2021 届高三上学期第一次联合调研考试】利用如图所示装置进行实验，将液体 X 逐滴加入 到固体 Y 中。下列有关实验现象或结论正确的是 选项 X Y Z 实验现象或结论 装置 A 稀硫酸 亚硫酸钠 品红溶液 SO2 能氧化品红 B 双氧水 MnO2 氢硫酸溶液 产生浑浊 C 浓盐酸 石灰石 硅酸钠溶液 非金属性：C>Si D 浓硝酸 Cu 水 试管中液体变红 【答案】B 【详解】 A．SO2 能使品红溶液褪色不是 SO2 的还原性而是 SO2 的漂白性，A 错误； B．双氧水能在 MnO2 的催化作用下生成氧气，氧气能与氢硫酸溶液反应生成淡黄色硫单质，产生浑浊，B 正确； C．浓盐酸具有挥发性，无法确定是碳酸生成硅酸还是挥发出的氯化氢生成了硅酸，C 错误； D．浓硝酸与铜生成 NO2 气体，NO2 与水反应生成无色的硝酸和 NO，D 错误； 故选 B。 9．【河南省开封市 2021 届高三上学期第一次模拟考试】下列仪器装置和操作能达到相应实验目的的是( ) A B C D 接受蒸馏水 过滤海带灰的浸泡液 准确量取一定体积 KMnO4 标准溶液 蒸干 AlCl3 溶液制无水 AlCl3 固体 【答案】B 【详解】 A．不能使用橡皮塞密封锥形瓶，不利于蒸馏水的接收，应去掉橡皮塞，故不选 A； B．B 为过滤装置，用 B 装置过滤除去海带灰的浸泡液中的固体杂质，故选 B； C．应该用酸式滴定管准确量取一定体积 KMnO4 标准溶液，故不选 C； D．AlCl3 水解生成氢氧化铝和 HCl，加热促进铝离子水解且 HCl 挥发，水解平衡正向移动，直接蒸干 AlCl3 溶液得到 Al(OH)3 固体，得不到 AlCl3 固体，故不选 D； 选 B。 10．【山西省晋中市 2021 届高三 1 月适应性调研考试】某化学实验小组探究 Fe2+和 Fe3+性质时，发现：往 FeCl2 和 KSCN 的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计 如图装置进一步探究。 已知：①X 为 NaClO 溶液，Y 为 FeCl3 和 KSCN 的混合溶液。②持续缓慢滴入 NaClO 溶液至过量的过程中， 圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2 溶液变浑浊。根据实验现象推测下列说法错误的是( ) A．氯水可以将 Fe2+氧化成 Fe3+ B．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀 C．烧瓶中产生的气体中一定含有 SO2 D．KSCN 中的 N 元素一定被氧化 【答案】C 【详解】 A．氯水中有氯气和次氯酸，都有强氧化性，可以将 Fe2+氧化成 Fe3+，故 A 正确； B．烧瓶中有 NaClO，是强碱弱酸盐水解显碱性，Fe3+碱性条件下会产生红褐色沉淀，故 B 正确； C．烧瓶中有 NaClO，有强氧化性， 在溶液中 KSCN 中的会直接被氧化为硫酸根离子，故 C 错误； D．氯水过量时，红色却会褪去, NaClO 溶液至过量圆底烧瓶中红色变浅，都说明 SCN-会被氧化剂氧化，SCN- 中 S：-2 价，C：+4 价，N：-3 价，故 N 元素一定被氧化，故 D 正确； 故答案为：C 11．【云南省昆明市 2021 届高三“三诊一模”摸底诊断测试】用如图所示装置进行以下实验，实验现象与结论 描述均正确的是( ) ① ② 实验现象与结论 A 铝条 浓硫酸 无明显现象，铝与浓硫酸不反应 B 锌棒 海水 ③中导管内液面上升，锌发生吸氧腐蚀 C 铜丝 FeCl3 溶液 ②中溶液颜色最终变为蓝色，Cu 发生置换反应 D 铁丝 稀硝酸 ②中试管口出现红棕色气体，Fe 与稀硝酸反应生成 NO2 【答案】B 【详解】 A．铝条与浓硫酸发生钝化反应，即铝与浓硫酸反应，在铝的表面生成一层致密的氧化膜，A 结论错误； B．锌与海水发生吸氧腐蚀，导致②试管压强减小，③中导管内液面上升，B 结论正确； C．铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，未发生置换反应，C 结论错误； D．铁与稀硝酸反应生成的气体为 NO，NO 在试管口与空气反应生成 NO2，D 结论错误； 答案为 B。 12．【安徽省合肥市 2021 年高三第一次教学质量检测】下列实验装置或操作设计正确，且能达到实验目的 是 A．实验①制备并收集少量氨气 B．实验②推断 S、C、Si 的非金属性强弱 C．实验③配制一定物质的量浓度溶液 D．实验④进行中和反应反应热的测定 【答案】B 【详解】 A．实验①制备并收集少量氨气，应该加热氯化铵和氢氧化钙的混合物，加热氯化铵固体不能得到氨气，故 A 错误； B．实验②稀硫酸与碳酸钠反应，生成二氧化碳气体，二氧化碳气体通入硅酸钠溶液，生成硅酸沉淀，说明 最高价氧化物对应水化物的酸性：硫酸>碳酸>硅酸，推断 S、C、Si 的非金属性强弱，故 B 正确； C．实验③配制一定物质的量浓度溶液，定容时，需用胶头滴管滴加水，防止液面超过刻度线，故 C 错误； D．实验④进行中和反应反应热的测定，缺失环形玻璃搅拌棒，故 D 错误。 答案选 B。 13．【吉林省吉林市 2021 届高三上学期第二次调研测试】实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置 已略去)。下列说法错误的是（ ） A．水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度 B．浓硫酸、浓硝酸和苯混合时，应先向浓硝酸中缓缓加入浓硫酸，待冷却至室温后，再将苯逐滴滴入 C．仪器 a 的作用是冷凝回流，提高原料的利用率 D．可用仪器 a、b 将反应后的混合物直接蒸馏得到产品 【答案】D 【详解】 A．水浴加热的优点是使反应物受热均匀、容易控制温度，A 正确； B．混合时先加浓硝酸，后加浓硫酸，待混合液冷却至室温后，再加入苯，B 正确； C．冷凝管可冷凝回流反应物，则仪器 a 的作用是冷凝回流，提高原料的利用率，C 正确； D．反应完全后，由于硝基苯是密度比水大，难溶于水的液体物质，而酸溶解在水中，因此硝基苯与酸分层， 硝基苯在下层，酸溶液在上层，应先分液分离出有机物，再蒸馏分离出硝基苯，D 错误； 故合理选项是 D。 14．【辽宁省大连市 2021 届高三 1 月双基测试】用下图所示实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A B C D 探究温度对平衡 2NO2 ⇌ N2O4 的影响 除去 CO2 气体中混有的 SO2 验证 FeCl3 对 H2O2 分 解反应有催化作用 制取 Fe(OH)2 沉淀 【答案】A 【详解】 A．升高温度平衡向吸热反应方向移动，降低温度平衡向放热反应方向移动，其它条件相同，只有温度改变， 所以可以通过颜色的变化探究温度对平衡的影响，故 A 正确； B．CO2 和 SO2 都可与碳酸钠溶液反应，应用饱和碳酸氢钠除杂，故 B 错误； C．温度和催化剂都可影响反应速率，比较催化剂的影响，应在温度相同的条件下进行对比实验，故 C 错误； D．A 试管中的导管应插入液面一下，不然生成的硫化亚铁溶液无法进入氢氧化钠溶液，故 D 错误； 故选：A。 15．【陕西省渭南市 2021 届高三教学质量检测】下列实验中，所选装置或仪器不合理的是( ) A B C D 检查装置的气密性 量取 15.00mL NaOH 溶液 分离出用 2 2H O 制取 2O 后剩余的 2MnO 吸收含 2Cl 的尾气 【答案】B 【详解】 A．利用液差法，检查装置的气密性，关闭止水夹，向长颈漏斗中加水，一段时间后长颈漏斗中液面不改变， 则气密性良好，A 正确； B．量取 NaOH 溶液需要用碱式滴定管，图为酸式滴定管，B 不正确； C．MnO2 不溶于水，可用过滤操作分离，C 正确； D．Cl2 与 NaOH 溶液反应生成 NaCl 和 NaClO，装置可吸收 Cl2 并放倒吸，D 正确； 故答案选 B。