化学是一门以实验为主的科学,在化学实验的过程中,凡涉及气体制备、收集和气体反应的仪器装置,都要进行气密性的检验这一操作。气密性检验一般应在仪器连接完之后,添加药品之前进行。气密性检查的方法虽然多种多样,但总的原则是:堵死一头(即通过气体发生器和附设的液体构成密封体系),采取一定的措施(如升温、降温、减压、加压等),使之产生一定的压强差,出现对应的现象(如气泡的产生、水柱的形成、液面的升降等),再分析现象得出结论,从而判断仪器装置的气密性是否良好。但由于不同实验仪器装置的差异,检验所采用的操作与方法也有所区别。
一、有的采用微热(手捂或热毛巾捂)法。
二、有的采用直接加热法。
当装置构成的密封体系较大时,用手捂或热毛巾捂不易引起空气体积的变化时,采用酒精灯直接对装置加热,若观察到导管末端有气泡逸出——松开手或移走热源后—-导管末端形成一段水柱 ,则装置的气密性好。
例1、有下列实验装置:如下图中A是简易的氢气发生器,B是大小适宜的圆底烧瓶,C是装有干燥剂的U形管,a是旋转活塞,D是装有还原铁粉的反应管,E是装有酚酞试液的试管。
实验前如何检查装置的气密性?
三、有的采用液差法——启普发生器或其简易装置气密性的检查
例2、用图三所示的装置制取氢气,在塑料隔板上放粗锌粒,漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸,若打开弹簧夹,则酸液由漏斗流下,试管中液面上升与锌粒接触,发生反应,产生的氢气由支管导出;若关闭弹簧夹,则试管中液面下降,漏斗中液面上升,酸液与锌粒脱离接触,反应自行停止。需要时再打开弹簧夹,又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。
图四
回答下面问题:
(1)为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降?
(2)这种制气装置在加入反应物前,怎样检查装置的气密性?
例3、(2004年高考新老课程卷28题)根据下图及描述,回答下列问题:
(1)关闭图A装置中的止水夹a后,从长颈漏斗向试管中注入一定量的水,静置后如图所示。试判断A装置是否漏气 ? (填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”)判断理由是: 。
(2)关闭图B装置中的止水夹a,开启活塞b,水不断往下滴,直到全部流入烧瓶。试判断B装置是否漏气? (填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”).判断理由是: 。
(3)若采取与A同样的方法对C进行气密性检查,是否可行?
判断理由是: 。
复习时,对此类存在差异的同一操作要进行对比分析,总结归纳其异同点,抓住实质来解答。
四、其它特殊方法
有些装置不能简单的运用上述方法,而应该仔细分析,找到压强差及对应的实验现象,灵活
例4:如何检查图1 、图2 两个装置的气密性?
运用上述方法快速解题。
(2)先在试管中装入适量的水(保证玻璃管下端浸没在水中),然后 (填写操作方法)时, (填写实验现象),则证明该装置的气密性良好。
例5、某研究性学习小组设计了如右图所示的定量测定装置,其中B是底面积为
I、甲同学用这套装置测定空气中氧气的体积分数,
其他的操作步骤是:
①检查装置的气密性。
②将过量的铜粉平铺在电热板上,盖紧容器。
④通电加热铜粉,待充分反应后……
请回答下列问题:
步骤①中检查装置气密性的操作方法: 。
例6、(2005北京东城区模拟)右图是铜与稀硝酸
反应的两个装置图,请回答下列问题:
(1)铜与稀硝酸反应的离子方程式 .
(2)Ⅰ实验装置中能否证明铜与稀硝酸反应生成的是NO
气体 _,简述理由_______________________。
(3)若用装置Ⅱ进行实验,以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO,则:检查装置气密性的操作是: ;
例7、下图所示为制取氯气的实验装置:烧瓶中盛放的固体是MnO2和NaCl。请回答下列问题:
总之,气密性检查的实验题在历届高考题中出现的频率较高,教师在平时的实验教学中应该善于了解、发现并总结规律,教会学生解各个不同类型实验习题的一般方法,并加以对比、归纳,同时精选习题强化训练、落实,以提高学生综合应用知识的能力。只有这样,才能在高考中有所突破。这里仅结合自己的教学体会,初步归纳出气密性检查的几种考察方式,仅供参考。