阮守朋
[摘要]通過對中考化學(xué)實驗探究題中關(guān)于“萬能瓶”的使用進行梳理,幫助學(xué)生認識這類裝置的特點和用途,從而更好地去理解問題、解決問題。
[關(guān)鍵詞]萬能瓶;中考試題;裝置改進
[中圖分類號]G633.8
[文獻標(biāo)識碼] A
[文章編號] 1674-6058( 2020) 35-0065-03
“萬能瓶”是一種類似圖1的裝置,因為它結(jié)構(gòu)簡單、用途廣泛,所以在化學(xué)實驗中經(jīng)常被用到,在中考化學(xué)中也是??嫉闹R點之一。筆者通過梳理近幾年各地市的中考化學(xué)題,發(fā)現(xiàn)“萬能瓶”的考查主要涉及以下幾個方面。
一、考查氣體的收集方法
【例1】(2019.桂林,節(jié)選)請幫助小紅利用下列實驗裝置(如圖2)制備并研究CO2的性質(zhì)。
(2)實驗室里制取一瓶CO2氣體,應(yīng)選擇的氣體發(fā)生裝置是_____(填“A”或“B”)。按氣體從左到右流動,導(dǎo)管口的連接順序是a→____→____(填接口小寫字母)。檢驗本實驗中C0,已經(jīng)收集滿的操作是____。
解析:本題主要考查利用“萬能瓶”收集CO2。因為CO,的密度大于空氣的密度,因此用向上排空氣法收集,氣體的流動方向為“長管進,短管出”,所以導(dǎo)管口的連接順序是a→c→b。
思路總結(jié):“長管進,短管出”用于收集密度比空氣大且不與空氣中成分反應(yīng)的無毒氣體;“短管進,長管出”用于收集密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)的無毒氣體。
用排空氣法收集氣體時也可倒置使用,如圖3所示。在收集氣體時,氣體的流動方向則與正放時恰好相反,即“長管進,短管出”用于收集密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)的無毒氣體;“短管進,長管出”用于收集密度比空氣大且不與空氣中成分反應(yīng)的無毒氣體。
此外,將瓶內(nèi)灌滿水還可用于排水法收集氣體,如圖4所示。因為氣體的密度一般比水的密度小,所以不管什么氣體,用排水法收集時流動方向均為“短管進,長管出”,用于收集不溶于水且不與水反應(yīng)的氣體。只要控制好反應(yīng)的速率,此裝置也可以收集有毒氣體,這是此裝置的一大優(yōu)點。
二、考查氣體的除雜和干燥
【例2】(2019.青島,節(jié)選)根據(jù)下列實驗裝置圖(如圖5),請回答問題。
(4)若要收集一瓶干燥純凈的二氧化碳,所選裝置正確的連接順序是氣體發(fā)生裝置____→_____→______(選填裝置字母序號)。
解析:此題考查了利用“萬能瓶”對氣體進行除雜和干燥。飽和碳酸氫鈉溶液可除去二氧化碳中的氯化氫氣體,濃硫酸是對二氧化碳進行干燥,因此連接順序是氣體發(fā)生裝置B→C→D。
【例3】(2019.遵義,節(jié)選)(3)圖6、圖7、圖8是實驗中的常用裝置,請回答下列問題。
③若用稀鹽酸制取氫氣會含有少量雜質(zhì),用圖7裝置可得到干燥、純凈的氫氣,導(dǎo)管連接順序是____(填字母)。
解析:此題考查了利用“萬能瓶”對氫氣進行除雜和干燥,除去氫氣中的氯化氫用氫氧化鈉溶液,干燥氫氣用濃硫酸,氣體的流動方向都是“長管進,短管出”,所以導(dǎo)管的連接順序是aefdc。
思路總結(jié):利用“萬能瓶”對氣體進行除雜和干燥一般遵循這樣的原則:①氣體的流動方向都是“長管進,短管出”;②氣體的除雜、干燥順序為先除雜后干燥;③瓶內(nèi)裝的除雜試劑必須只能與雜質(zhì)反應(yīng),不能與被提純的氣體反應(yīng);④瓶內(nèi)裝的干燥試劑一般為濃硫酸,所以被干燥的氣體不能與濃硫酸反應(yīng),一般用于干燥中性和酸性氣體。
三、考查氣體性質(zhì)的檢驗
【例4】(2019.龍東,節(jié)選)實驗室制取氣體時需要的一些裝置如圖9所示,請回答下列問題。
(5)某興趣小組的同學(xué)用A、G、H裝置進行實驗,若實驗時G裝置中蠟燭燃燒更劇烈,H裝置中的現(xiàn)象是____,A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。
【例5】(2015.淄博,節(jié)選)結(jié)合圖10實驗裝置,回答有關(guān)問題。
(3)若用圖10裝置檢驗制取的二氧化碳氣體中是否含有氯化氫和水蒸氣,寫出氣體通過裝置的接口順序 ___(用“a”“b”“c”“d”表示)。
解析:本題考查了利用“萬能瓶”對氣體的性質(zhì)進行檢驗。先利用無水硫酸銅固體檢驗二氧化碳氣體中是否混有水蒸氣,再利用硝酸銀溶液檢驗二氧化碳氣體中是否混有氯化氫氣體,氣體的流動方向是“長管進,短管出”,所以氣體通過裝置的接口順序為cdba或dcba。
思路總結(jié):利用“萬能瓶”對氣體的性質(zhì)進行驗證一般遵循這樣的原則:①氣體的流動方向都是“長管進,短管出”;②氣體驗證順序為先檢驗水蒸氣再檢驗其他氣體;③瓶內(nèi)裝的驗證試劑必須只與被驗證氣體反應(yīng)且產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象,不能與其他氣體反應(yīng)。
四、考查測量氣體的體積
【例6】(2019.新疆,節(jié)選)氣體的實驗室制取是學(xué)生必備的基本實驗技能,請根據(jù)圖11裝置回答問題:
(3)圖11中的F裝置可用來測量生成氧氣的體積。進行操作時,集氣瓶未裝滿水是否會影響實驗結(jié)果 ___(填“是”或“否”)。
解析:本題考查了利用“萬能瓶”和量筒定量測定氣體的體積。通人的氣體形成的氣壓將水壓人量筒內(nèi),進入量筒內(nèi)的水的體積等于生成的氧氣的體積,因此集氣瓶未裝滿水對實驗結(jié)果沒有影響。
思路總結(jié):做量氣裝置時一般將“萬能瓶”和量筒結(jié)合使用,瓶內(nèi)裝有水,氣體的流動方向是“短管進,長管出”;如果是能溶于水的氣體,通常在水的上方放一層植物油。
五、考查氣體通入的速率
【例7】(2015.萊蕪)醫(yī)院給病人輸氧時用到類似圖12所示的裝置。關(guān)于該裝置,下列說法不正確的是( )。
A.輸氧時,a導(dǎo)管連接供給氧氣的鋼瓶
B.輸氧時,該裝置也能用來觀測氧氣輸出的速率