劉蘊(yùn)華

摘 要?化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的安全性是保證試驗(yàn)成功的關(guān)鍵，高考題實(shí)驗(yàn)考查中液封是一種很好的安全裝置，但液封不僅僅可以防止漏氣，在物質(zhì)制備方面，液封裝置出現(xiàn)了很多創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞?化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置;液封;安全和制備

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2019）01-0188-02

化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化已經(jīng)成為中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的新趨勢(shì)和新課題。高考題針對(duì)高中教材中的部分實(shí)驗(yàn)裝置，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆绞剑瑥木G色化學(xué)的角度進(jìn)行了考查與改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)題中的密封現(xiàn)象就體現(xiàn)了這實(shí)驗(yàn)情景，液封裝置常常是密封氣體、或者吸收氣體的裝置改進(jìn)與創(chuàng)新，分析近幾年的高考題，有以下特點(diǎn)。

一、吸收氣體，防止氣體揮發(fā)

例：1：（2015年全國(guó)2卷28選摘）玻璃液封裝置的作用是______吸收殘余的二氧化氯氣體（避免碘的逸出）。

此處設(shè)計(jì)的玻璃液封管比較巧妙，它起到了三個(gè)作用：一是當(dāng)ClO₂氣體進(jìn)入到錐形瓶以后，由于錐形瓶中的溶液無(wú)法很好吸收ClO₂氣體，使得錐形瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)增大，造成ClO₂氣體通過(guò)玻璃封管通道進(jìn)入到玻璃管的水中而被吸收，有效地防止污染物向空氣中擴(kuò)散，安全無(wú)污染;當(dāng)不再通入ClO₂氣體后，錐形瓶?jī)?nèi)因ClO₂氣體和錐形瓶?jī)?nèi)的溶液反應(yīng)導(dǎo)致壓強(qiáng)減少，玻璃液封管中溶有ClO₂的水溶液會(huì)通過(guò)豎直管進(jìn)入到錐形瓶中，ClO₂氣體繼續(xù)被溶液吸收并發(fā)生反應(yīng)，防止損失，保證定量實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。同時(shí)還能讓N₂等不溶的氣體逸出體系。這個(gè)設(shè)計(jì)大膽新穎，更能突出考查學(xué)生的能力，區(qū)分度比較好。

例2：（2017新課標(biāo)1）卷凱氏定氮法是測(cè)定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過(guò)滴定測(cè)量。

（4）儀器清洗后，g中加入硼酸（H₃BO₃）和指示劑。銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關(guān)閉k₃，d中保留少量水。打開(kāi)k₁，加熱b，使水蒸氣進(jìn)入e。

①d中保留少量水的目的是___________。

實(shí)驗(yàn)中氨氣是易溶于水的氣體，因此d中保留少量水的目的是液封，防止氨氣逸出;并能吸收氨氣，防止損失。）學(xué)生從高考題受到啟發(fā)，遇到了作業(yè)中下列問(wèn)題，就能舉一反三。

此處安全漏斗的含義就是：如果在安全漏斗中加入液體，反應(yīng)過(guò)程中就能防止氣體揮發(fā)用。

二、液封，平衡氣壓，防止液體沖出

兩套裝置中伸入液面下安全管的作用原理是_____________。

此兩道高考中的安全液封裝置，都有相同的作用：一旦右邊諸導(dǎo)管有某處堵塞，裝置內(nèi)氣壓會(huì)驟然增大;或當(dāng)圓底燒瓶中壓力過(guò)大時(shí)，A中或b中的水會(huì)通過(guò)瓶中的導(dǎo)管迅速被壓出，使瓶中壓力穩(wěn)定，可防止發(fā)生事故。

三、利用壓強(qiáng)差，將液體趕入后續(xù)裝置進(jìn)行反應(yīng)

2018新課標(biāo)1 卷26

（3）打開(kāi)K₃，關(guān)閉K₁和K₂。c中亮藍(lán)色溶液流入d，其原因是????????????????????????????????。

關(guān)閉K₁和K₂，打開(kāi)K₃，伸入C裝置液面下的導(dǎo)管被液封后，c中產(chǎn)生的H₂無(wú)處可去。則造成內(nèi)部壓強(qiáng)大于外界大氣壓，從而將c中氯化鉻液體趕入D中跟醋酸反應(yīng)。

四、液封后，快速制得氣體，隨開(kāi)隨用，隨關(guān)隨停

這兩套裝置中均利用了球形干燥管或者啟普發(fā)生器中長(zhǎng)頸漏斗液封后，若關(guān)閉活塞，產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，從而實(shí)現(xiàn)了題設(shè)要求設(shè)計(jì)能隨開(kāi)隨用、隨關(guān)隨停的氣體發(fā)生裝置，裝置設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于當(dāng)我們需要反應(yīng)停止時(shí)，關(guān)閉導(dǎo)氣管開(kāi)關(guān)，產(chǎn)生的氣體能將液體壓回容器中從而與固體分開(kāi)，反應(yīng)停止。

五、檢查裝置的氣密性，保證實(shí)驗(yàn)的安全性

一般說(shuō)來(lái)，無(wú)論采用哪種裝置制取氣體，在成套裝置組裝完畢、裝入反應(yīng)物之前，必須檢驗(yàn)裝置的氣密性，以確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。裝置氣密性的檢驗(yàn)，其原理通常是設(shè)法造成裝置的不同部位有壓強(qiáng)差，并產(chǎn)生某種明顯的現(xiàn)象。在敘述上要注意細(xì)節(jié)描述的嚴(yán)密性。

①將導(dǎo)管末端浸入水中（或是加水或是插入）;

②要注意關(guān)閉或者開(kāi)啟某些氣體通道的活塞或彈簧夾;

③關(guān)閉分液漏斗活塞，或加水至“將長(zhǎng)頸漏斗下口浸沒(méi)”等。

第一種——加熱法

進(jìn)行裝置檢查時(shí)，應(yīng)關(guān)閉分液漏斗活塞，將右側(cè)導(dǎo)氣管插入燒杯中的水中，用酒精燈微熱圓底燒瓶（或用手捂住燒瓶），若導(dǎo)管末端產(chǎn)生氣泡，停止微熱，有水柱形成，說(shuō)明裝置不漏氣。

第二種——液壓差法

在高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)當(dāng)中，帶領(lǐng)學(xué)生一起研究類似裝置，匯總并分析裝置的特點(diǎn)和原理，能夠幫助學(xué)生建立實(shí)驗(yàn)裝置的有序科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知，會(huì)識(shí)別，會(huì)總結(jié)，會(huì)描述，會(huì)評(píng)價(jià)，從而提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。