2020高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)特殊裝置的分析

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    一:特殊裝置
    1.三頸燒瓶
    三頸燒瓶又稱(chēng)三口燒瓶,具有圓肚細(xì)頸的外觀,有三個(gè)口,可以同時(shí)加入多種反應(yīng)物,或是安裝冷凝管、溫度計(jì)、攪拌器等。一般情況下中口安裝攪拌棒,一個(gè)邊口安裝分液漏斗,一個(gè)邊口安裝分餾管或冷凝管或溫度計(jì)。在目前高考中,三頸燒瓶經(jīng)常作為反應(yīng)容器出現(xiàn)。
    2.布氏漏斗與減壓過(guò)濾裝置
    (1)使用方法
    ①布氏漏斗是實(shí)驗(yàn)室中使用的一種陶瓷儀器,用來(lái)以負(fù)壓力抽吸進(jìn)行過(guò)濾,稱(chēng)為減壓過(guò)濾(又稱(chēng)抽濾或吸濾),裝置如圖。
    ②使用的時(shí)候,一般先在圓筒底面墊上濾紙(多層),將漏斗插進(jìn)布氏燒瓶上方開(kāi)口并將接口密封(例如用橡膠環(huán))。布氏燒瓶的側(cè)口連抽氣系統(tǒng)。然后將欲分離的固體、液體混合物倒進(jìn)上方布氏漏斗,液體成分在負(fù)壓力作用下被抽進(jìn)燒瓶,固體留在上方。
    (2)注意事項(xiàng)
    當(dāng)要求保留溶液時(shí),需在布氏燒瓶和抽氣泵之間增加一安全瓶,以防止當(dāng)關(guān)閉抽氣泵或水的流量突然變小時(shí)發(fā)生倒吸,使自來(lái)水回流,進(jìn)入布氏燒瓶?jī)?nèi)污染溶液。安全瓶長(zhǎng)管和短管的連接順序不要弄錯(cuò)。
    3.恒壓漏斗
    (1)儀器特點(diǎn)
    恒壓漏斗是分液漏斗的一種。它和其他分液漏斗一樣,都可以進(jìn)行分液、萃取等操作,(如圖)。與其他分液漏斗不同的是,恒壓漏斗可以保證內(nèi)部壓強(qiáng)不變,一是可以防止倒吸,二是可以使漏斗內(nèi)液體順利流下,三是減小增加的液體對(duì)氣體壓強(qiáng)的影響,從而在測(cè)量氣體體積時(shí)更加準(zhǔn)確。
    (2)使用方法
    ①一般在封閉體系中用恒壓漏斗,如絕大部分的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),因有機(jī)物容易揮發(fā)、需要隔絕空氣(氧氣)等。恒壓漏斗在上述實(shí)驗(yàn)中與燒瓶(或其他反應(yīng)容器)緊密連接,漏斗也要用塞子密封。但是要注意,一些不需要封閉或條件寬松的滴加過(guò)程(比如滴加水),也常用恒壓漏斗。
    ②有時(shí)測(cè)量氣體體積時(shí),由于要消除液體所帶來(lái)的氣壓影響,往往也會(huì)使用恒壓漏斗,這樣可以減小誤差。另外,使用恒壓漏斗可以使其中的液體更好地流出,也能夠加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。
    4.冷凝管
    (1)使用方法
    冷凝管是一種用作促進(jìn)冷凝作用的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,通常由一里一外兩條玻璃管組成,其中較小的玻璃管貫穿較大的玻璃管。它是利用熱交換原理使氣體冷卻凝結(jié)為液體的一種玻璃儀器。
    (2)注意事項(xiàng)
    有易揮發(fā)的液體反應(yīng)物時(shí),為了避免反應(yīng)物損耗和充分利用原料,要在發(fā)生裝置上設(shè)計(jì)冷凝回流裝置,使該物質(zhì)通過(guò)冷凝后由氣態(tài)恢復(fù)為液態(tài),從而回流并收集,實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)在發(fā)生裝置上安裝長(zhǎng)玻璃管或冷凝回流管等實(shí)現(xiàn)。
    (3)分類(lèi)
    ①直形冷凝管(如圖)
    多用于蒸餾操作,蒸氣溫度低于140℃,不可用于回流。在其外管的上下兩側(cè)分別有連接管接頭,用作出水口和進(jìn)水口,使用時(shí),將靠下端的連接口以塑膠管接上水龍頭,當(dāng)作進(jìn)水口。因?yàn)檫M(jìn)水口處的水溫較低而被蒸氣加熱過(guò)后的水溫度較高;較熱的水因密度降低會(huì)自動(dòng)往上流,有助于冷卻水的循環(huán)。一般傾斜放置。
    ②球形冷凝管(如圖)
    球形冷凝管內(nèi)管為若干個(gè)玻璃球連接起來(lái),用于有機(jī)制備的回流,由于接觸面積比直形冷凝管的大,冷凝效果好,適用于各種沸點(diǎn)的液體。一般直立放置。
    ③蛇形冷凝管(如圖)
    內(nèi)芯管長(zhǎng)度大,冷卻面枳大,冷卻的效果更好,主要用于冷凝收集沸點(diǎn)偏低的蒸餾產(chǎn)物。
    ④空氣冷凝管(如圖)
    常用于沸點(diǎn)大于140°C的有機(jī)化合物的蒸餾(以免直形冷凝管通水冷卻導(dǎo)致玻璃溫差大而炸裂)
    ⑤刺形分餾柱
    如果分離沸點(diǎn)差別不太大的液體混合物的分離操作中,可用刺形分餾柱,此處不進(jìn)行擴(kuò)展。
    5.啟普發(fā)生器
    (1)應(yīng)用與結(jié)構(gòu)
    啟普發(fā)生器常用于固體顆粒和液體反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中以制取氣體,它由球形漏斗、容器和導(dǎo)氣管三部分組成。(如圖)
    (2)注意事項(xiàng)
    ①如果生成的氣體難溶于反應(yīng)液,可以使用。如CO2可溶于水,但難溶于鹽酸,當(dāng)用石灰石與鹽酸反應(yīng)制CO2時(shí)可用啟普發(fā)生器。
    ②塊狀固體在反應(yīng)中很快溶解或變成粉末時(shí),不能使用啟普發(fā)生器。
    ③啟普發(fā)生器不能加熱。
    (3)氣密性檢查方法
    開(kāi)啟活塞,向球形漏斗中加水。當(dāng)水充滿(mǎn)容器下部的半球體時(shí),關(guān)閉活塞,繼續(xù)加水,使水上升到長(zhǎng)頸漏斗中,靜置片刻,若水面不下降,則說(shuō)明裝置氣密性良好,反之則說(shuō)明裝置漏氣。漏氣處可能是容器上氣體出口處的橡膠塞、導(dǎo)氣管上的旋塞或球形漏斗與容器接觸的磨口處。
    (4)使用操作
    ①固體試劑由容器上的氣體出口加入。
    ②使用時(shí),打開(kāi)導(dǎo)氣管上的活塞,球形漏斗中的液體進(jìn)入容器與固體反應(yīng),氣體的流速可用活塞調(diào)節(jié)。停止使用時(shí),關(guān)閉活塞,容器中的氣體壓力增大,將液體壓回球形漏斗,使液體和固體脫離,反應(yīng)停止。
    ③特點(diǎn):符合“隨開(kāi)隨用、隨關(guān)隨?!钡脑瓌t。能節(jié)約試劑,控制反應(yīng)的發(fā)生和停止,可隨時(shí)向裝置中添加液體試劑。
    6.索氏提取器。
    19年全國(guó)II新出現(xiàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā),蒸汽沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中,與茶葉末接觸,進(jìn)行萃取。萃取液液面達(dá)到虹吸管3頂端時(shí),經(jīng)虹吸管3返回?zé)?,從而?shí)現(xiàn)對(duì)茶葉末的連續(xù)萃取。
    二:創(chuàng)新使用
    1.氣體體積的測(cè)量
    (1)使用方法:
    ①所收集的氣體既不溶于所裝液體,也不與所裝液體反應(yīng)。
    ②A裝置測(cè)定前通過(guò)調(diào)整左右兩管的高度使兩管液面相平。
    ③應(yīng)恢復(fù)到室溫后再讀數(shù),A、D裝置讀數(shù)時(shí)要使左右兩容器中的液面相平。
    2.恒壓裝置
    (1)裝置構(gòu)成:左右兩側(cè)的玻璃管為氣體流通,中間的中空玻璃管為恒壓作用。
    ⑵裝置作用:安全瓶,防止瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)過(guò)大。當(dāng)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)過(guò)大時(shí),中間的玻璃管會(huì)出現(xiàn)一段水柱。
    3.多功能瓶
    (1)裝置作用:①均勻混合氣體;②干燥氣體;③通過(guò)觀察氣泡速率控制氣體流速