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新型“升华”装置:冷指冷凝管

近年的高考实验试题中出现了不少中学阶段较为陌生的仪器与装置的考查,现介绍一下高考题中新型“升华”装置(冷指冷凝)。

一、概念辨析

“升华”与“凝华”都是物质的物态变化,一般“升华”对应物质“固态”到“气态”的过程;而“凝华”对应物质“气态”到“固态”的过程,在物质的分离提纯过程中,这两种操作往往是相互联合进行的。

二、常见考查装置

1、最简单的升华装置(常压升华)---传统考查


新型“升华”装置:冷指冷凝管


例如:氯化钠与单质碘的分离。圆底烧瓶的作用:冷凝并收集碘单质(包括碘的升华与凝华过程)。

2减压升华---新型考查


新型“升华”装置:冷指冷凝管


减压升华装置如图两种形式,将固体物质放在抽滤管中(外管),内管(冷凝指管)通冷凝水,进水方式如图(考查重点),视具体情况采用油泵或水泵抽气减压,使固体在一定真空度下升华并冷凝,也有资料称冷指冷凝。

三、典型考题

(2023年湖北卷)利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下:


新型“升华”装置:冷指冷凝管


下列操作错误的是


新型“升华”装置:冷指冷凝管


A.红磷使用前洗涤以除去表面杂质

B.将红磷转入装置,抽真空后加热外管以去除水和氧气

C.从a口通入冷凝水,升温使红磷转化

D.冷凝管外壁出现白磷,冷却后在氮气氛围下收集

【详解】A.红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷,五氧化二磷可以溶于水,因此红磷在使用前应洗涤,A正确;

B.真空环境可以降低物质的熔沸点,有利于将红磷转化为白磷,但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去,还需要对装置外管进行加热,这时可以保证反应环境无水无氧,B正确;

C.若从a口通入冷凝水,则冷凝水无法充满整个冷凝管,冷凝效果不好,需要用b口通入,此时可以将冷凝水充满冷凝管,C错误;

D.白磷易被空气中的氧气氧化,因此在收集白磷时应将反应装置冷却,再在氮气氛的条件下收集白磷,D正确;

故答案选C。

四、应用

在化工领域中,冷指冷凝常用于固体的提纯,例如95%的碘原料经过3---4次真空减压升华,可获得纯度大于99.999%的高纯碘。另外也可用于蜡沉积实验(原油结蜡)。

(责任编辑:化学自习室)
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