王明江
摘 要:化學是一門實驗科學。在氣體的制備和性質實驗中,首先要進行氣密性的檢查。在歷年的高考試題中簡述氣密性的檢查方法,考生答題語序混亂,邏輯不清。本文就如何檢查氣密性進行了一些探索。
關鍵詞:只留一口;進口水;出口氣
一、檢查氣密性的原理
1.必要性
中學化學實驗中有三套制備氣體的裝置:固固加熱型、固液不加熱型、固液加熱型。無論哪一套制氣裝置,都要進行氣密性的檢查,特別是制備有毒、易燃、易爆氣體。若氣密性不良,不但達不到實驗的預期效果,還存在一定的安全隱患。所以師生在實驗室進行化學實驗時,切不可省略、遺漏這一操作步驟,思想上要高度重視。2018年12月26日,北京交通大學市政與環(huán)境工程實驗室發(fā)生爆炸燃燒事故,給我們敲響了警鐘。
2.時間性
什么時間檢查氣密性?許多學生按組裝儀器→添加藥品→檢查氣密性→實驗的順序進行。殊不知如果裝置氣密性不好,將更換裝置,對所加藥品造成浪費。檢查氣密性應在添加藥品之前,組裝儀器之后進行。若裝置氣密性良好,再拆開部分裝置添加藥品進行實驗。切不可怕麻煩,而顛倒實驗順序。
3.準確性
檢查氣密性之前,要正確選擇所需儀器,準確組裝實驗裝置。在考試當中,所給的儀器若不是常規(guī)的,所畫的圖又不是立體的,對選擇和組裝儀器帶來一定困難。因此,認真地分析實驗的要求,選擇最佳的、最簡捷的、最合理的儀器,才能夠適應實際生活或實際生產的需要,才能夠取得好的成績。
4.查氣密性“只留一口”
(1)只留一個進口加水型
如圖1所示,若要檢查裝置A的氣密性,將進行如下三步操作。
①首先關閉進口1和出口3處的止水夾,只留下一個進口2。
②然后關閉分液漏斗的活塞,打開頂部的瓶塞,往分液漏斗中加一定體積的水。
③輕輕旋轉分液漏斗的活塞,讓水慢慢滴入圓底燒瓶內。一段時間后,分液漏斗中的水不能繼續(xù)滴下,則裝置氣密性良好。
該法的關鍵是形成一個封閉的空氣體系,隨著水的滴入,逐漸縮小氣體的體積,增大了氣體的壓強,使水不能繼續(xù)滴下。
可簡單地記為:只留一個進口,往進口處注水。
(2)只留一個出口冒泡型
如圖1所示,檢查整套裝置的氣密性,將進行如下三部操作。
①首先關閉進口1處的止水夾,關閉分液漏斗的活塞,打開出口3處的止水夾。
②然后在D裝置的燒杯中加入,浸沒出口4的管口。
③用酒精燈微熱A裝置的圓底燒瓶,或者用熱毛巾捂住圓底燒瓶。觀察到出口4處有氣泡冒出,停止微熱,冷卻后出口4處導管口末端形成一段水柱,且保持一段時間不下降,則裝置氣密性良好。該法的關鍵是使裝置內的空氣受熱膨脹,氣體逸出;冷卻后氣體收縮,形成一段水柱。
可簡單地記為:只留一個出口,出口處有氣泡。
二、高考試題分析
1.2014年山東高考試題節(jié)選:儀器組裝完成后,關閉兩端活塞,向裝置B中的長頸漏斗內注入液體至形成一段液柱,若 ? ? ? ? ? ? ? ,則整個裝置氣密性良好。
分析:該題屬于只留一個進口加水型,液柱高度保持不變,則整個裝置氣密性良好。
分析:該題屬于只留一個出口冒泡型。關閉分液漏斗的活塞,在G裝置中加水浸沒導管口。微熱b,這時G中有氣泡冒出,停止加熱冷卻后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,則氣密性良好。
三、答題模板
答題模板:關閉……,導管末端插入盛水的裝置中,微熱……裝置,導管出口有氣泡逸出;停止微熱冷卻后,導管內形成一段水柱,則氣密性良好。
綜上所述,通過以上實例分析,總結出檢查氣密性的口訣。只留一口,進口加水,出口冒氣,疏堵結合,萬無一失。希望對廣大考生有所幫助。