摭談近年裝置判斷型實驗題的考查要點及解答策略

王開山

化學實驗是高考考查的重點、難點和熱點，也是每年化學試卷必考的考點.縱觀近年全國新課標化學試卷，實驗裝置判斷題成為實驗考查的重要題型.該類型試題因其信息明確、考點豐富、知識覆蓋面廣以及兼顧基礎知識和綜合能力的考查而成為近年實驗考查的新寵，

筆者結合近五年全國新課標化學試題，梳理了實驗裝置判斷題的主要考點分布，并給出了相應的解答策略，以供高三學子復習參考.

一、2017年至2021年全國新課標卷裝置判斷型實驗題主要考點分布統計（見表1）

二、考點及解答策略分析

考點1 考查物質制備

主重考查常見物質的制備方法.

解答策略要熟悉常見物質的制備方法，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）.還要注意常見物質的實驗室替代制法，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）等.

考點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、化學性質有關.一般難溶于水且不與水反應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方法.物理方法主要是用氣球等將有毒氣體收集起來.化學方法主要是通過其它試劑與有毒、有污染的氣體發生化學反應.CO可采用燃燒的方法;Cl2用NaOH溶液進行吸收：NO2和NO的混合氣體可用NaOH溶液進行吸收等.

考點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.

解答策略化學中的分離提純方法主要有過濾、分液、蒸餾、蒸發等，過濾主要是將難溶性的物質和易溶性的物質進行分離：分液主要是將互不相溶的兩種液體進行分離：蒸餾和蒸發主要是將沸點不同的多種液體或固體進行分離.

考點5考查物質性質

注重考查常見物質的物理和化學性質在具體實驗中的體現，

解答策略要熟悉常見物質的物理、化學性質，如顏色、狀態、溶解性、氧化性、還原性等.

三、高考真題賞析

例1 （2021.全國乙卷）在實驗室采用如圖1所示裝置制備氣體，合理的是（

）.

考點分析 該題考查常見物質的制備及收集方法等基本實驗能力.明確常見物質制備的實驗原理和相關物質的性質是解答該試題的關鍵，

解析 由實驗裝置圖可知，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，B錯誤;MnO2和KCIO3共熱制備O2為固一固加熱的反應，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，D錯誤.

答案：C

例2 （2020.新課標卷Ⅲ）噴泉實驗裝置如圖2所示.應用下列各組氣體一溶液，能出現噴泉現象的是（ ）

考點分析 該題注重考查常見氣體的物理和化學性質，結合物質的性質綜合考慮分析實驗原理是解答的關鍵.

解析能夠出現明顯的噴泉現象，需要燒瓶內外產生壓強差.通過氣體溶于水或氣體發生化學反應消耗燒瓶內的氣體都可以產生壓強差.H2S氣體與鹽酸不發生反應且H2S在水中的溶解度較小，燒瓶內外壓強差變化不大，不會出現噴泉現象，A錯誤;HCI可以和稀氨水發生化學反應，燒瓶內外產生較大壓強差，能夠出現噴泉現象，B正確;NO不與稀H2SO4發生反應且不溶于水，燒瓶內外不會產生壓強差，不會出現噴泉現象，C錯誤;CO2不會溶于飽和NaHCO3溶液中，燒瓶內外不會產生壓強差，不會出現噴泉現象.D錯誤.

答案：B

例3（2019.新課標卷I）實驗室制備溴苯的反應裝置如圖3所示，關于實驗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.實驗中裝置6中的液體逐漸變為淺紅色

C.裝置c中的碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫

D.反應后的混合液經稀堿溶液洗滌、結晶，得到溴苯

考點分析 該題綜合考查物質的制備、性質、除雜等，側重于考查化學實驗方案的設計與評價能力.結合物質性質，注意把握實驗操作要點是解答的關鍵.

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

若關閉K時向燒瓶中加注液體，會使燒瓶中氣體壓強增大，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的作用是吸收揮發出的苯和溴蒸汽，溴溶于CCl。使液體逐漸變為淺紅色，B正確;裝置c中Na，CO3溶液呈堿性，能夠吸收反應生成的HBr氣體，C正確;反應后得到粗溴苯，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，向有機層中加入適當的干燥劑，然后蒸餾分離出沸點較低的苯，可以得到溴苯，不能用結晶法提純溴苯.D錯誤.

答案：D

例4（2018年新課標卷I）在生成和純化乙酸乙酯的實驗過程中，下列操作未涉及的是（

）.

考點分析 該題考查化學實驗原理和基本實驗操作.掌握乙酸乙酯的性質（包括物理性質和化學性質）和乙酸乙酯的制備原理是解答該試題的關鍵.

解析 乙酸與乙醇在濃硫酸的作用下發生酯化反應生成乙酸乙酯.該反應物均是液體，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物，不能通過蒸發實現分離，D錯誤.

答案：D

例5（2018年新課標卷Ⅱ）實驗室中用如圖4所示的裝置進行甲烷與氯氣在光照下反應的實驗.

光照下反應一段時間后，下列裝置示意圖中能正確反映實驗現象的是（

）.

考點分析該題考查實驗原理及相關物質的基本性質.明確CH4發生取代反應的原理和產物的溶解性是解答的關鍵.

解析在光照條件下CI2與CH4發生取代反應生成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圖能正確反映實驗現象.

答案：D

例6 （2017.新課標卷I）實驗室用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，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處收集氣體并點燃，通過聲音判斷氣體純度

C.結束反應時，先關閉活塞K，再停止加熱

D.裝置Q（啟普發生器）也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應制備氯氣

考點分析該題綜合性較強，注重考查實驗基本操作的規范性、準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力.明確實驗原理和相關物質的性質是解答該題的關鍵.

解析Zn粒中含有硫等雜質，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，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，通過爆鳴法驗純，B正確;為了防止W被氧化，反應結束后應該先停止加熱，在H：的氛圍中冷卻，等待W冷卻后再關閉活塞K，C錯誤;二氧化錳與濃鹽酸制備CI：的反應需要加熱，而啟普發生器不能加熱，不能用于該反應，D錯誤.

答案：B

四、復習建議

裝置圖判斷型實驗題注重考查學生的化學實驗基本素養，依然會是后續高考考查的重要題型.該類型試題難度不大，考查學科必備知識，體現了依據課標、回歸教材和高考評價體系中的基礎性考查要求，在平時的復習教學中要注重回歸教材，掌握教材中常見的實驗，強化并鞏固分離提純基本操作和常見物質制備、性質實驗、氣體收集和尾氣處理等方面的基礎知識是解答該類型試題的關鍵，

基金項目：寧夏回族自治區青年拔尖人才培養工程（寧人社發[ 2019）90號）

（收稿日期：2022 - 03 - 23）