化學是一門以實驗為主的科學,在化學實驗的過程中,凡涉及氣體制備、收集和氣體反應的儀器裝置,都要進行氣密性的檢驗這一操作。氣密性檢驗一般應在儀器連接完之后,添加藥品之前進行。氣密性檢查的方法雖然多種多樣,但總的原則是:堵死一頭(即通過氣體發(fā)生器和附設的液體構成密封體系),采取一定的措施(如升溫、降溫、減壓、加壓等),使之產生一定的壓強差,出現對應的現象(如氣泡的產生、水柱的形成、液面的升降等),再分析現象得出結論,從而判斷儀器裝置的氣密性是否良好。但由于不同實驗儀器裝置的差異,檢驗所采用的操作與方法也有所區(qū)別。
一、有的采用微熱(手捂或熱毛巾捂)法。
二、有的采用直接加熱法。
當裝置構成的密封體系較大時,用手捂或熱毛巾捂不易引起空氣體積的變化時,采用酒精燈直接對裝置加熱,若觀察到導管末端有氣泡逸出——松開手或移走熱源后—-導管末端形成一段水柱 ,則裝置的氣密性好。
例1、有下列實驗裝置:如下圖中A是簡易的氫氣發(fā)生器,B是大小適宜的圓底燒瓶,C是裝有干燥劑的U形管,a是旋轉活塞,D是裝有還原鐵粉的反應管,E是裝有酚酞試液的試管。
實驗前如何檢查裝置的氣密性?
三、有的采用液差法——啟普發(fā)生器或其簡易裝置氣密性的檢查
例2、用圖三所示的裝置制取氫氣,在塑料隔板上放粗鋅粒,漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸,若打開彈簧夾,則酸液由漏斗流下,試管中液面上升與鋅粒接觸,發(fā)生反應,產生的氫氣由支管導出;若關閉彈簧夾,則試管中液面下降,漏斗中液面上升,酸液與鋅粒脫離接觸,反應自行停止。需要時再打開彈簧夾,又可以使氫氣發(fā)生。這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置。
圖四
回答下面問題:
(1)為什么關閉彈簧夾時試管中液面會下降?
(2)這種制氣裝置在加入反應物前,怎樣檢查裝置的氣密性?
例3、(2004年高考新老課程卷28題)根據下圖及描述,回答下列問題:
(1)關閉圖A裝置中的止水夾a后,從長頸漏斗向試管中注入一定量的水,靜置后如圖所示。試判斷A裝置是否漏氣 ? (填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”)判斷理由是: 。
(2)關閉圖B裝置中的止水夾a,開啟活塞b,水不斷往下滴,直到全部流入燒瓶。試判斷B裝置是否漏氣? (填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”).判斷理由是: 。
(3)若采取與A同樣的方法對C進行氣密性檢查,是否可行?
判斷理由是: 。
復習時,對此類存在差異的同一操作要進行對比分析,總結歸納其異同點,抓住實質來解答。
四、其它特殊方法
有些裝置不能簡單的運用上述方法,而應該仔細分析,找到壓強差及對應的實驗現象,靈活
例4:如何檢查圖1 、圖2 兩個裝置的氣密性?
運用上述方法快速解題。
(2)先在試管中裝入適量的水(保證玻璃管下端浸沒在水中),然后 (填寫操作方法)時, (填寫實驗現象),則證明該裝置的氣密性良好。
例5、某研究性學習小組設計了如右圖所示的定量測定裝置,其中B是底面積為
I、甲同學用這套裝置測定空氣中氧氣的體積分數,
其他的操作步驟是:
①檢查裝置的氣密性。
②將過量的銅粉平鋪在電熱板上,蓋緊容器。
④通電加熱銅粉,待充分反應后……
請回答下列問題:
步驟①中檢查裝置氣密性的操作方法: 。
例6、(2005北京東城區(qū)模擬)右圖是銅與稀硝酸
反應的兩個裝置圖,請回答下列問題:
(1)銅與稀硝酸反應的離子方程式 .
(2)Ⅰ實驗裝置中能否證明銅與稀硝酸反應生成的是NO
氣體 _,簡述理由_______________________。
(3)若用裝置Ⅱ進行實驗,以證明銅與稀硝酸反應生成的氣體是NO,則:檢查裝置氣密性的操作是: ;
例7、下圖所示為制取氯氣的實驗裝置:燒瓶中盛放的固體是MnO2和NaCl。請回答下列問題:
總之,氣密性檢查的實驗題在歷屆高考題中出現的頻率較高,教師在平時的實驗教學中應該善于了解、發(fā)現并總結規(guī)律,教會學生解各個不同類型實驗習題的一般方法,并加以對比、歸納,同時精選習題強化訓練、落實,以提高學生綜合應用知識的能力。只有這樣,才能在高考中有所突破。這里僅結合自己的教學體會,初步歸納出氣密性檢查的幾種考察方式,僅供參考。