2020年高考化学实验专用装置分析
一:特殊装置
1.三颈烧瓶
三口烧瓶又称三颈烧瓶,外观为圆腹细颈,有三个口,可同时加入各种反应物,或安装冷凝管、温度计、搅拌器等。一般中间口安装搅拌棒,一侧口安装分液漏斗,另一侧口安装分馏管或冷凝管或温度计。在现在的高考中,三口烧瓶经常作为反应容器出现。
2.布氏漏斗和减压过滤装置
(1)用法
(1)布氏漏斗(Buchner funnel)是实验室使用的一种陶瓷仪器,利用负压吸引进行过滤,称为减压过滤(也称吸滤或吸滤)。该装置如图所示。
(2)使用时,通常将滤纸(多层)放在圆筒的底面,将漏斗插入布氏烧瓶上方的开口中,并密封接口(例如,用橡胶圈)。布氏烧瓶的侧口连接有抽气系统。然后将待分离的固液混合物倒入上布氏漏斗,液体组分在负压作用下被泵入烧瓶,固体留在上面。
(2)注意事项
当需要保存溶液时,应在布氏烧瓶和气泵之间加一个安全瓶,防止气泵关闭或水流量突然减少时反吸,使自来水回流进入布氏烧瓶污染溶液。安全瓶的长管和短管的连接顺序不要搞错。
3.恒压漏斗
(1)仪器功能
恒压漏斗是分离漏斗的一种。和其他分液漏斗一样,可以进行液体分离、提取等操作(如图)。与其他分离漏斗不同的是,恒压漏斗可以保持内部压力不变。第一,可以防止倒吸。第二,可以让漏斗里的液体顺流而下。第三,可以减少加入的液体对气体压力的影响,从而使测量气体体积更加准确。
(2)使用方法
①恒压漏斗一般用于封闭系统,如大部分有机合成实验,因为有机物易挥发,需要与空气(氧气)隔绝。上述实验中恒压漏斗与烧瓶(或其他反应容器)紧密相连,漏斗也要用塞子密封。但需要注意的是,恒压漏斗也常用于一些不需要封闭或条件宽松的滴流过程中(如滴流水)。
(2)有时在测量气体体积时,常采用恒压漏斗来消除液体引起的气压影响,可以减少误差。此外,使用恒压漏斗可以使液体更好地流出,加快实验进程。
4.冷凝器管
(1)用法
冷凝管是一种用于促进冷凝的实验室设备,通常由两个玻璃管组成,一个在里面,一个在外面,其中较小的玻璃管穿过较大的玻璃管。它是一种利用热交换原理使气体冷却凝结成液体的玻璃仪器。
(2)注意事项
当有挥发性液体反应物时,为了避免反应物的损失,充分利用原料,应在发生器上设计冷凝回流装置,使物质冷凝后由气态恢复到液态,再回流收集。实验室可以通过在发生器上安装一根长玻璃管或冷凝回流管来实现这一点。
(3)分类
①直冷凝管(如图所示)
多用于蒸馏操作,蒸汽温度低于140℃,不能用于回流。外管的上下两侧分别设有连接管接头,作为出水口和进水口。使用时,靠近下端的连接口连接到水龙头上,用塑料管作为进水口。因为进水口水温低,蒸汽加热的水温度更高;热水会因密度降低而自动向上流动,有助于冷却水的循环。一般斜放。
②球形冷凝管(如图所示)
球形冷凝管的内管由几个玻璃球连接,用于有机制剂的回流。由于接触面积比直冷凝管大,冷凝效果好,适用于各种沸点的液体。一般直立放置。
③蛇形冷凝管(如图所示)
内芯管长度大,冷却面大,冷却效果更好。主要用于冷凝和收集低沸点的蒸馏产物。
④空气冷凝管(如图所示)
常用于蒸馏沸点大于140°C的有机化合物(避免因直形冷凝管水冷造成温差大而导致玻璃爆裂)。
⑤脊柱分馏塔
如果分离沸点相差不大的液体混合物,可以用多刺分馏塔,这里不展开。
5.Kipp发电机
(1)应用和结构
Kipp发生器常用于固体颗粒与液体反应产生气体的实验中。它由一个球形漏斗、一个容器和一个空气导管组成。(如图)
(2)注意事项
①如果产生的气体不溶于反应溶液,可以使用。例如,CO2可溶于水,但不溶于盐酸。当石灰石与盐酸反应产生CO2时,可以使用kipper发生器。
(2)当块状固体在反应中迅速溶解或变成粉末时,Kipp发生器不能使用。
(3) Kipp发电机不能加热。
(3)气密性检查方法
打开活塞,向球形漏斗加水。当水充满容器下部的半球时,关闭活塞,继续加水,使水上升到长颈漏斗,静置片刻。如果水位没有下降,说明设备气密性好,否则说明设备漏气。漏气的可能是容器上出气口的胶塞,气道上的旋塞或球形漏斗与容器接触处的磨口。
(4)使用操作
①固体试剂通过容器上的气体出口添加。
(2)使用时,打开导气管上的活塞,球形漏斗中的液体进入容器与固体发生反应,气体流量可通过活塞调节。停止使用时,关闭活塞,容器内气体压力增大,液体被压回球形漏斗,使液体和固体分离,反应停止。
③特点:符合“开而用,关而止”的原则。可以节省试剂,控制反应的发生和停止,可以随时向装置中添加液体试剂。
6.索氏提取器。
65438+2009国家二级新装置。实验过程中,烧瓶中的溶剂被加热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套1中,与茶粉接触进行提取。当提取液的液面到达虹吸管3的顶部时,通过虹吸管3返回烧瓶,从而实现茶粉的连续提取。
二:创新使用
1.气体体积的测量
(1)用法:
①收集的气体既不溶于所含液体,也不与所含液体反应。
②在测量装置A之前,调节左右管的高度,使两个管的液面水平。
(3)读数前应回到室温,A和D装置读数时应使左右容器中的液位保持水平。
2.恒压装置
(1)装置组成:左右两边的玻璃管是气体循环的,中间的空心玻璃管是恒压的。
⑵装置作用:保护瓶子,防止瓶内压力过高。当瓶内压力过高时,中间玻璃管内会出现水柱。
3.多功能瓶子
(1)装置的作用:①均匀混合气体;②干气;③通过观察气泡速度来控制气体流速。