摭談近年裝置判斷型實(shí)驗(yàn)題的考查要點(diǎn)及解答策略

王開山

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考考查的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)，也是每年化學(xué)試卷必考的考點(diǎn).縱觀近年全國新課標(biāo)化學(xué)試卷，實(shí)驗(yàn)裝置判斷題成為實(shí)驗(yàn)考查的重要題型.該類型試題因其信息明確、考點(diǎn)豐富、知識覆蓋面廣以及兼顧基礎(chǔ)知識和綜合能力的考查而成為近年實(shí)驗(yàn)考查的新寵，

筆者結(jié)合近五年全國新課標(biāo)化學(xué)試題，梳理了實(shí)驗(yàn)裝置判斷題的主要考點(diǎn)分布，并給出了相應(yīng)的解答策略，以供高三學(xué)子復(fù)習(xí)參考.

一、2017年至2021年全國新課標(biāo)卷裝置判斷型實(shí)驗(yàn)題主要考點(diǎn)分布統(tǒng)計（見表1）

二、考點(diǎn)及解答策略分析

考點(diǎn)1 考查物質(zhì)制備

主重考查常見物質(zhì)的制備方法.

解答策略要熟悉常見物質(zhì)的制備方法，主要有：固一固加熱制備（如NH3、O2等）;固一液加熱制備（如Cl2等）;固一液不加熱制備（如CO2、SO2等）.還要注意常見物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室替代制法，如固一液不加熱制備NH3（往堿石灰中滴加濃氨水）;O2（MnO，催化分解H2O2）;C12（KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)）等.

考點(diǎn)2 考查氣體收集

注重考查常見氣體的收集方法.

解答策略氣體的收集與氣體的物理、化學(xué)性質(zhì)有關(guān).一般難溶于水且不與水反應(yīng)的氣體可考慮用排水法收集，如用排水法收集H2、O2、NO等：密度大于空氣密度的可考慮用向上排空氣法收集，如用向上排空氣法收集CO2、CI2、SO2、NO2等;密度小于空氣密度的可考慮用向下排空氣法收集，如用向下排空氣法收集H2、NH3等，但要注意的是， NO只能用排水法收集，NO2只能用排空氣法收集，CI，不能用排水法收集，可用排飽和食鹽水法收集，

考點(diǎn)3考查尾氣吸收

注重考查有毒、有污染氣體的處理和吸收，

解答策略尾氣的處理常見的有物理方法和化學(xué)方法.物理方法主要是用氣球等將有毒氣體收集起來.化學(xué)方法主要是通過其它試劑與有毒、有污染的氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng).CO可采用燃燒的方法;Cl2用NaOH溶液進(jìn)行吸收：NO2和NO的混合氣體可用NaOH溶液進(jìn)行吸收等.

考點(diǎn)4考查分離提純

注重考查分離提純的方法是否正確以及裝置選擇的合理性等.

解答策略化學(xué)中的分離提純方法主要有過濾、分液、蒸餾、蒸發(fā)等，過濾主要是將難溶性的物質(zhì)和易溶性的物質(zhì)進(jìn)行分離：分液主要是將互不相溶的兩種液體進(jìn)行分離：蒸餾和蒸發(fā)主要是將沸點(diǎn)不同的多種液體或固體進(jìn)行分離.

考點(diǎn)5考查物質(zhì)性質(zhì)

注重考查常見物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)在具體實(shí)驗(yàn)中的體現(xiàn)，

解答策略要熟悉常見物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)，如顏色、狀態(tài)、溶解性、氧化性、還原性等.

三、高考真題賞析

例1 （2021.全國乙卷）在實(shí)驗(yàn)室采用如圖1所示裝置制備氣體，合理的是（

）.

考點(diǎn)分析 該題考查常見物質(zhì)的制備及收集方法等基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?明確常見物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答該試題的關(guān)鍵，

解析 由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，制備氣體的裝置為固一固加熱裝置，收集氣體的裝置為向上排空氣法，說明該氣體的密度大于空氣的密度.NH3的密度比空氣小，不能用向上排空法收集，A錯誤;MnO2與濃HCI共熱制備CI2為固一液加熱反應(yīng)，B錯誤;MnO2和KCIO3共熱制備O2為固一固加熱的反應(yīng)，O2的密度大于空氣，可選用向上排空氣法收集，C正確;NaCI和濃H2SO4共熱制備HCI為固一液加熱反應(yīng)，D錯誤.

答案：C

例2 （2020.新課標(biāo)卷Ⅲ）噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示.應(yīng)用下列各組氣體一溶液，能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是（ ）

考點(diǎn)分析 該題注重考查常見氣體的物理和化學(xué)性質(zhì)，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)綜合考慮分析實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵.

解析能夠出現(xiàn)明顯的噴泉現(xiàn)象，需要燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差.通過氣體溶于水或氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消耗燒瓶內(nèi)的氣體都可以產(chǎn)生壓強(qiáng)差.H2S氣體與鹽酸不發(fā)生反應(yīng)且H2S在水中的溶解度較小，燒瓶內(nèi)外壓強(qiáng)差變化不大，不會出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象，A錯誤;HCI可以和稀氨水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生較大壓強(qiáng)差，能夠出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象，B正確;NO不與稀H2SO4發(fā)生反應(yīng)且不溶于水，燒瓶內(nèi)外不會產(chǎn)生壓強(qiáng)差，不會出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象，C錯誤;CO2不會溶于飽和NaHCO3溶液中，燒瓶內(nèi)外不會產(chǎn)生壓強(qiáng)差，不會出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象.D錯誤.

答案：B

例3（2019.新課標(biāo)卷I）實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的反應(yīng)裝置如圖3所示，關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯誤的是（

）.

A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開K

B.實(shí)驗(yàn)中裝置6中的液體逐漸變?yōu)闇\紅色

C.裝置c中的碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫

D.反應(yīng)后的混合液經(jīng)稀堿溶液洗滌、結(jié)晶，得到溴苯

考點(diǎn)分析 該題綜合考查物質(zhì)的制備、性質(zhì)、除雜等，側(cè)重于考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計與評價能力.結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)，注意把握實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)是解答的關(guān)鍵.

解析苯和液溴在FeBr3作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成無色的溴苯和HBr.苯和液溴也會揮發(fā)，裝置6中CCI4的作用是吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸汽，裝置c中Na2 CO3溶液呈堿性，能夠吸收反應(yīng)生成的HBr氣體，倒置漏斗的作用是防止倒吸.

若關(guān)閉K時向燒瓶中加注液體，會使燒瓶中氣體壓強(qiáng)增大，苯和溴的混合液不能順利流下.打開K，可以平衡氣壓，便于苯和溴的混合液流下，A正確;裝置b中CCI4的作用是吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸汽，溴溶于CCl。使液體逐漸變?yōu)闇\紅色，B正確;裝置c中Na，CO3溶液呈堿性，能夠吸收反應(yīng)生成的HBr氣體，C正確;反應(yīng)后得到粗溴苯，向粗溴苯中加入稀NaOH溶液洗滌，可以除去其中溶解的溴，振蕩、靜置，分層后分液，向有機(jī)層中加入適當(dāng)?shù)母稍飫缓笳麴s分離出沸點(diǎn)較低的苯，可以得到溴苯，不能用結(jié)晶法提純溴苯.D錯誤.

答案：D

例4（2018年新課標(biāo)卷I）在生成和純化乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作未涉及的是（

）.

考點(diǎn)分析 該題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和基本實(shí)驗(yàn)操作.掌握乙酸乙酯的性質(zhì)（包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)）和乙酸乙酯的制備原理是解答該試題的關(guān)鍵.

解析 乙酸與乙醇在濃硫酸的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯.該反應(yīng)物均是液體，需要加熱，因此試管口要高于試管底，A正確;生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇，乙酸乙酯不溶于水，因此可用飽和碳酸鈉溶液吸收，注意導(dǎo)管不能插入溶液中，以防止倒吸，B正確;乙酸乙酯不溶于水，分液即可分離，C正確：乙酸乙酯是不溶于水的有機(jī)物，不能通過蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)分離，D錯誤.

答案：D

例5（2018年新課標(biāo)卷Ⅱ）實(shí)驗(yàn)室中用如圖4所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn).

光照下反應(yīng)一段時間后，下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是（

）.

考點(diǎn)分析該題考查實(shí)驗(yàn)原理及相關(guān)物質(zhì)的基本性質(zhì).明確CH4發(fā)生取代反應(yīng)的原理和產(chǎn)物的溶解性是解答的關(guān)鍵.

解析在光照條件下CI2與CH4發(fā)生取代反應(yīng)生成HCI和四種氯代烴（CH3Cl、CH2C12、CHCI3、CCI4），HCI極易溶于水，液面會上升，但四種氯代烴都是不溶于水的氣體或油狀液體，所以最終水不會充滿試管，D圖能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

答案：D

例6 （2017.新課標(biāo)卷I）實(shí)驗(yàn)室用H：還原WO2制備金屬W的裝置如圖5所示（Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì)，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣），下列說法正確的是（

）.

A.①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液

B.管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃，通過聲音判斷氣體純度

C.結(jié)束反應(yīng)時，先關(guān)閉活塞K，再停止加熱

D.裝置Q（啟普發(fā)生器）也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣

考點(diǎn)分析該題綜合性較強(qiáng)，注重考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性、準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力.明確實(shí)驗(yàn)原理和相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解答該題的關(guān)鍵.

解析Zn粒中含有硫等雜質(zhì)，因此生成的H2中可能混有H2S，所以用KMnO4溶液除去H2S.另外裝置中含有空氣，高溫下能與W反應(yīng)，焦性沒食子酸溶液吸收O2，最后通過濃H2SO4干燥H：，A錯誤;H，是可燃性氣體，通過爆鳴法驗(yàn)純，B正確;為了防止W被氧化，反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)該先停止加熱，在H：的氛圍中冷卻，等待W冷卻后再關(guān)閉活塞K，C錯誤;二氧化錳與濃鹽酸制備CI：的反應(yīng)需要加熱，而啟普發(fā)生器不能加熱，不能用于該反應(yīng)，D錯誤.

答案：B

四、復(fù)習(xí)建議

裝置圖判斷型實(shí)驗(yàn)題注重考查學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本素養(yǎng)，依然會是后續(xù)高考考查的重要題型.該類型試題難度不大，考查學(xué)科必備知識，體現(xiàn)了依據(jù)課標(biāo)、回歸教材和高考評價體系中的基礎(chǔ)性考查要求，在平時的復(fù)習(xí)教學(xué)中要注重回歸教材，掌握教材中常見的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化并鞏固分離提純基本操作和常見物質(zhì)制備、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、氣體收集和尾氣處理等方面的基礎(chǔ)知識是解答該類型試題的關(guān)鍵，

基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)青年拔尖人才培養(yǎng)工程（寧人社發(fā)[ 2019）90號）

（收稿日期：2022 - 03 - 23）