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第10讲气体制备或性质实验装置气密性的检查
初中教材要求高中教材要求
初步掌握实验室制备氧气、二氧
进一步学会有关气体制备或性质实验复杂装
教材分析化碳气体装置的气密性检查的基
置的气密性检查方法(高中教材无系统讲解,
本操作方法,理解气密性检查的
只是分散在元素及其化合物有关实验中)。
原理。
有关气体制备或性质实验装置气密性的检查,是化学实验的基本技能之一,也是初中化学实
验的热点,也将继续成为高中化学实验考查的重点。因为一般说来,无论采用哪种装置制取
气体,在成套装置组装完毕,装入反应物之前,总必须检查装置的气密性,以确保实验的顺
利进行,保障实验室环境不受污染。
初中化学实验主要涉及了三类气体发生装置的气密性检查方法,对于图1类型装置,初中化
学课本这样要求:“将发生装置的导气管浸入水中,用手握住试管时,导管口会有气泡冒出;
移开手后一段时间,导管中会形成一段水柱。”图1装置仅有一个导管出气口,在烧杯中加
水浸没导管后,就形成了一个气体封闭系统,当试管内空气受热膨胀时,就能在水中出现气
泡(不放在水中,管内空气照样逸出,但肉眼无法观察,进入高中后很多学生往往忘记这一点);
移开手后,温度下降到常温,而内部空气已部分逸出,气体压强减小,烧杯中自然会有微量
水被吸入,形成一小段水柱,如果漏气,外部空气将“乘虚而入”,也就是内外压强仍相等,
也就不会产生倒吸现象了。
与图1装置相比,图2装置多出了一个带活塞的分液漏斗。若活塞处于打开状态,该系统就
存在两个出气口,用类似方法就无法检查;如果我们关闭活塞,在烧杯中加水浸没导管口,
就和图1装置一样可形成一个气体封闭系统,就能用相同方法进行检查。实际上,类似使用
分液漏斗的发生装置,进行气密性检查时一定要先关闭活塞,让此出气口处于关闭状态,可
大大简化操作。
与图1相比,图3装置多了一个长颈漏斗,长颈漏斗并不能直接封闭,向其中注入适量水,
让下端浸没在水中,这样就能封闭出气口,再在烧杯中加水浸没导管口,同样可形成封闭系
统,就可用同样方法进行气密性检查了。理论上用手握住试管,导管口会有气泡冒出;移开
手后一段时间,导管中会形成一段水柱。事实上,由于内部空气不多,热胀冷缩效果不大,
并且长颈漏斗中液面可随内部气压变化而改变,热胀冷缩现象不一定在烧杯的水中呈现,所
以这种方法不被看好。习惯上先直接用止水夹(弹簧夹)将右端出口封闭,后由长颈漏斗向其
中注水,当漏斗下端与试管内液体形成“液面差”时停止,过一段时间,液面差仍不变的,
就说明气密性良好。
资料卡片启普发生器的气密性检查
该装置与图3相似,只是止水夹被活塞代替,长颈漏斗被半球形漏斗代替,试管被下部球形
容器代替。只要先关闭启普发生器的活塞,后在上部半球形漏斗中加入足量的水,再观察球
形漏斗中水面是否形成稳定液面差,若形成稳定液面差,则气密性良好。
有关气体制备或性质实验装置的气密性检查原理,一般利用对内部封闭气体的“热胀冷缩”,
在水的帮助下形成不同现象,进而判断是否漏气。封闭气体受热(容积较小的可直接用手加热,
容积较大的容器可用热毛巾或微火加热)后,可能在导管出口(应浸没在水下)排出气泡,也可
能是形成稳定液面差(或稳定的液柱);停止加热,恢复到常温后,由于之前内部气体部分逸
出,导致内部压强变小,就必然倒吸形成一段水柱,如果漏气,外部空气可“乘虚而入”,
内部压强就不会减小,也就不会形成倒吸现象。
因此,对于有关气体制备或性质实验的装置,首要的是观察其出气口(气体通道)特点,选用
恰当方法封闭,分液漏斗直接将活塞关闭,长颈漏斗通过加水“液封”,乳胶管和止水夹连
接装置可直接关闭止水夹,导气管出气口一般用水“液封”。
无论采用哪种装置制取气体,在成套装置组装完毕装入反应物之前,必须检查装置的气密性,
以确保实验的顺利进行。
【例题1】图4所示装置可用于测定锌和稀硫酸反应产生氢气的快慢(反应速率),图5装置
是用特制漏斗组装的一个气体发生装置,如何检查这两套装置的气密性?
图6装置也是一种常用的气体发生装置,关闭装置中的弹簧夹a后,开启分
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