王榮橋,中學高級教師。山東省優(yōu)秀教師,淄博市淄川區(qū)畢業(yè)班化學備課組核心成員,教學能手、科研標兵。發(fā)表教育教學論文100余篇。
在氣體的制備實驗或氣體的性質實驗中,都需要檢驗裝置的氣密性,檢驗裝置的氣密性是正確進行化學實驗的關鍵,現(xiàn)將需檢驗氣密性的常見實驗裝置匯集于此并加以解析,望對同學們有所裨益。
【原型題】某同學欲用如右圖所示裝置制取和收集氧氣。實驗前應如何檢查該裝置的氣密性?
解析: 檢驗時抓住四個要點:(1) 把導管一端浸入水中;(2) 用手緊握試管A;(3) 觀察水中的導管口有否氣泡;(4) 松開手后,觀察導管內是否形成一段水柱。
答案:把導管口的下端浸入水中,用手緊握試管,如果裝置不漏氣,導管口會有氣泡冒出,而且在松開手后,導管中會形成一段水柱,否則說明裝置氣密性不好。
【變型1】小紅同學欲用右圖所示裝置制取氧氣,在加入藥品之前,他如何檢查該裝置的氣密性?
解析: 本裝置由分液漏斗、試管、導氣管三部分組成,分液漏斗通常用于盛裝液體,因此可以用“液封”的方法檢驗該裝置的氣密性。
答案:加緊止水夾a,在分液漏斗中加入較多的水后,開啟分液漏斗活塞,使液面浸過漏斗下端管口,過一會兒,分液漏斗中液面不再下降,說明裝置氣密性良好。
【變型2】根據(jù)右圖及描述,回答有關問題。
(1)關閉圖A裝置中的彈簧夾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。A裝置是否漏氣?判斷理由:______。
(2)關閉圖B裝置中的彈簧夾a后,開啟分液漏斗的活塞b,水不斷往下滴,直至全部流入燒瓶。B裝置是否漏氣?_________(填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”)。判斷理由:_________。
解析: B裝置的特殊性在于分液漏斗與燒瓶之間連有一導氣管,使分液漏斗中液面上方與燒瓶內液面上方的氣體壓強始終相等。
答案:(1)A裝置不漏氣。由于不漏氣,加水后試管內氣體體積減小,壓強增大,故長頸漏斗內的水面高出試管內的水面。
(2)無法確定 因為分液漏斗與燒瓶之間連有一導氣管,使分液漏斗液面上方與燒瓶內液面上方的氣體壓強始終相等,無論裝置是否漏氣,都不會影響分液漏斗中的水滴入燒瓶。
【變型3】可用推注射器活塞的方法檢驗右圖裝置的氣密性。當緩慢拉活塞時,如果裝置氣密性良好,可觀察到( )。
A. 長頸漏斗下端產生氣泡
B. 瓶中液面明顯上升
C. 長頸漏斗內液面明顯上升
D. 注射器內有液體
解析: 當緩慢拉活塞時,若裝置不漏氣,錐形瓶內氣體壓強減小,外界的大氣壓大于錐形瓶內氣體壓強,長頸漏斗下端產生氣泡。
答案:A
解題策略小結
1. 通過氣體發(fā)生器與附設的液體構成封閉體系,依據(jù)改變體系內壓強時產生的現(xiàn)象(如氣泡的生成,水柱的形成,液面的升降等)來判斷裝置氣密性的好壞。
2. 檢驗氣密性常用方法有三種:(1) 手握加熱法,適用于簡單的且體系相對密封、帶有導管的實驗裝置;(2) 加水液封法,適用于啟普發(fā)生器及其簡易裝置類的檢驗;(3) 直接加熱法,適用于復雜的多儀器連續(xù)系列裝置,而且此類裝置宜用分段檢驗法。