中考化学——万能瓶在实验题中的应用

“万能瓶”是一种类似图1 的装置，因为它结构简单、用途广泛，所以在化学实验中经常被用到，在中考化学中也是常考的知识点之一。梳理近几年各地市的中考化学题，发现“万能瓶”的考查主要涉及以下几个方面。

图1

一、考查气体的收集方法

【例1】请帮助小红利用下列实验装置（如图2）制备并研究CO₂的性质。

图2

（2）实验室里制取一瓶CO₂气体，应选择的气体发生装置是_______（填“A”或“B”）。按气体从左到右流动，导管口的连接顺序是a→_______→_______（填接口小写字母）。检验本实验中CO₂已经收集满的操作是_______。

解析：本题主要考查利用“万能瓶”收集CO₂。因为CO₂的密度大于空气的密度，因此用向上排空气法收集，气体的流动方向为“长管进，短管出”，所以导管口的连接顺序是a→c→b。
   思路总结：“长管进，短管出”用于收集密度比空气大且不与空气中成分反应的无毒气体；“短管进，长管出”用于收集密度比空气小且不与空气中成分反应的无毒气体。

用排空气法收集气体时也可倒置使用，如图3所示。在收集气体时，气体的流动方向则与正放时恰好相反，即“长管进，短管出”用于收集密度比空气小且不与空气中成分反应的无毒气体；“短管进，长管出”用于收集密度比空气大且不与空气中成分反应的无毒气体。

图3

图4

此外，将瓶内灌满水还可用于排水法收集气体，如图4 所示。因为气体的密度一般比水的密度小，所以不管什么气体，用排水法收集时流动方向均为“短管进，长管出”，用于收集不溶于水且不与水反应的气体。只要控制好反应的速率，此装置也可以收集有毒气体，这是此装置的一大优点。
二、考查气体的除杂和干燥

【例2】根据下列实验装置图（如图5），请回答问题。

图5

（4）若要收集一瓶干燥纯净的二氧化碳，所选装置正确的连接顺序是气体发生装置_______→_______→_______（选填装置字母序号）。

解析：此题考查了利用“万能瓶”对气体进行除杂和干燥。饱和碳酸氢钠溶液可除去二氧化碳中的氯化氢气体，浓硫酸是对二氧化碳进行干燥，因此连接顺序是气体发生装置B→G→D。
【例3】图6、图7、图8 是实验中的常用装置，请回答下列问题。

          图6            图7                        图8

③若用稀盐酸制取氢气会含有少量杂质，用图7装置可得到干燥、纯净的氢气，导管连接顺序是______（填字母）。

解析：此题考查了利用“万能瓶”对氢气进行除杂和干燥，除去氢气中的氯化氢用氢氧化钠溶液，干燥氢气用浓硫酸，气体的流动方向都是“长管进，短管出”，所以导管的连接顺序是aefdc。

思路总结：利用“万能瓶”对气体进行除杂和干燥一般遵循这样的原则：①气体的流动方向都是“长管进，短管出”；②气体的除杂、干燥顺序为先除杂后干燥；③瓶内装的除杂试剂必须只能与杂质反应，不能与被提纯的气体反应；④瓶内装的干燥试剂一般为浓硫酸，所以被干燥的气体不能与浓硫酸反应，一般用于干燥中性和酸性气体。
三、考查气体性质的检验

【例4】实验室制取气体时需要的一些装置如图9所示，请回答下列问题。

图9

（5）某兴趣小组的同学用A、G、H 装置进行实验，若实验时G 装置中蜡烛燃烧更剧烈，H 装置中的现象是____，A装置中反应的化学方程式为_____。
解析：此题利用“万能瓶”考查了气体的性质。根据题意，实验时G 装置中蜡烛燃烧更剧烈，说明通入的是氧气，蜡烛燃烧生成的是二氧化碳，所以H 装置中的现象是澄清石灰水变浑浊；A 装置中反应的化学方程式为2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑或2KClO₃2KCl+3O₂↑。

【例5】结合图10实验装置，回答有关问题。

图10

（3）若用图10 装置检验制取的二氧化碳气体中是否含有氯化氢和水蒸气，写出气体通过装置的接口顺序____（用“a”“b”“c”“d”表示）。

解析：本题考查了利用“万能瓶”对气体的性质进行检验。先利用无水硫酸铜固体检验二氧化碳气体中是否混有水蒸气，再利用硝酸银溶液检验二氧化碳气体中是否混有氯化氢气体，气体的流动方向是“长管进，短管出”，所以气体通过装置的接口顺序为cdba或dcba。

思路总结：利用“万能瓶”对气体的性质进行验证一般遵循这样的原则：①气体的流动方向都是“长管进，短管出”；②气体验证顺序为先检验水蒸气再检验其他气体；③瓶内装的验证试剂必须只与被验证气体反应且产生明显的现象，不能与其他气体反应。

四、考查测量气体的体积

【例6】气体的实验室制取是学生必备的基本实验技能，请根据图11装置回答问题：

图11

（3）图11 中的F 装置可用来测量生成氧气的体积。进行操作时，集气瓶未装满水是否会影响实验结果______（填“是”或“否”）。

解析：本题考查了利用“万能瓶”和量筒定量测定气体的体积。通入的气体形成的气压将水压入量筒内，进入量筒内的水的体积等于生成的氧气的体积，因此集气瓶未装满水对实验结果没有影响。

思路总结：做量气装置时一般将“万能瓶”和量筒结合使用，瓶内装有水，气体的流动方向是“短管进，长管出”；如果是能溶于水的气体，通常在水的上方放一层植物油。
五、考查气体通入的速率

图12

【例7】医院给病人输氧时用到类似图12 所示的装置。关于该装置，下列说法不正确的是（     ）

A.输氧时，a导管连接供给氧气的钢瓶

B.输氧时，该装置也能用来观测氧气输出的速率

C.实验室中将该装置装满水收集氧气时，气体从a导管进入

D.实验室中将该装置盛浓硫酸干燥氧气时，气体从a导管进入
解析：本题考查了利用“万能瓶”监控气体的通入速率。医院给病人输氧时，该装置连接在氧气瓶和病人之间，目的是给氧气加湿、观察是否有氧气输出和氧气的输出速率。实验室中将该装置装满水收集氧气时，气体应该从b导管进入。说法不正确的是C。

思路总结：利用该装置监控气体的通入速率，可在瓶中加入少量蒸馏水，气体的流动方向是“长管进，短管出”，根据瓶中产生气泡的速率来监控输出气体的速率和是否有气体输出。本装置也可以用于监控有气体生成的化学反应的速率。