王明江
摘 要:化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。在氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中,首先要進(jìn)行氣密性的檢查。在歷年的高考試題中簡(jiǎn)述氣密性的檢查方法,考生答題語(yǔ)序混亂,邏輯不清。本文就如何檢查氣密性進(jìn)行了一些探索。
關(guān)鍵詞:只留一口;進(jìn)口水;出口氣
一、檢查氣密性的原理
1.必要性
中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(wú)論哪一套制氣裝置,都要進(jìn)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(dá)不到實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果,還存在一定的安全隱患。所以師生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),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(xué)市政與環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室發(fā)生爆炸燃燒事故,給我們敲響了警鐘。
2.時(shí)間性
什么時(shí)間檢查氣密性?許多學(xué)生按組裝儀器→添加藥品→檢查氣密性→實(shí)驗(yàn)的順序進(jìn)行。殊不知如果裝置氣密性不好,將更換裝置,對(duì)所加藥品造成浪費(fèi)。檢查氣密性應(yīng)在添加藥品之前,組裝儀器之后進(jìn)行。若裝置氣密性良好,再拆開(kāi)部分裝置添加藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。切不可怕麻煩,而顛倒實(shí)驗(yàn)順序。
3.準(zhǔn)確性
檢查氣密性之前,要正確選擇所需儀器,準(zhǔn)確組裝實(shí)驗(yàn)裝置。在考試當(dāng)中,所給的儀器若不是常規(guī)的,所畫的圖又不是立體的,對(duì)選擇和組裝儀器帶來(lái)一定困難。因此,認(rèn)真地分析實(shí)驗(yàn)的要求,選擇最佳的、最簡(jiǎn)捷的、最合理的儀器,才能夠適應(yīng)實(shí)際生活或?qū)嶋H生產(chǎn)的需要,才能夠取得好的成績(jī)。
4.查氣密性“只留一口”
(1)只留一個(gè)進(jìn)口加水型
如圖1所示,若要檢查裝置A的氣密性,將進(jìn)行如下三步操作。
①首先關(guān)閉進(jìn)口1和出口3處的止水夾,只留下一個(gè)進(jìn)口2。
②然后關(guān)閉分液漏斗的活塞,打開(kāi)頂部的瓶塞,往分液漏斗中加一定體積的水。
③輕輕旋轉(zhuǎn)分液漏斗的活塞,讓水慢慢滴入圓底燒瓶?jī)?nèi)。一段時(shí)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(guān)鍵是形成一個(gè)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(qiáng),使水不能繼續(xù)滴下。
可簡(jiǎn)單地記為:只留一個(gè)進(jìn)口,往進(jìn)口處注水。
(2)只留一個(gè)出口冒泡型
如圖1所示,檢查整套裝置的氣密性,將進(jìn)行如下三部操作。
①首先關(guān)閉進(jìn)口1處的止水夾,關(guān)閉分液漏斗的活塞,打開(kāi)出口3處的止水夾。
②然后在D裝置的燒杯中加入,浸沒(méi)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(dǎo)管口末端形成一段水柱,且保持一段時(shí)間不下降,則裝置氣密性良好。該法的關(guān)鍵是使裝置內(nèi)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(jiǎn)單地記為:只留一個(gè)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(guān)閉兩端活塞,向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱,若 ? ? ? ? ? ? ? ,則整個(gè)裝置氣密性良好。
分析:該題屬于只留一個(gè)進(jìn)口加水型,液柱高度保持不變,則整個(gè)裝置氣密性良好。
分析:該題屬于只留一個(gè)出口冒泡型。關(guān)閉分液漏斗的活塞,在G裝置中加水浸沒(méi)導(dǎo)管口。微熱b,這時(shí)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(guān)閉……,導(dǎo)管末端插入盛水的裝置中,微熱……裝置,導(dǎo)管出口有氣泡逸出;停止微熱冷卻后,導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱,則氣密性良好。
綜上所述,通過(guò)以上實(shí)例分析,總結(jié)出檢查氣密性的口訣。只留一口,進(jìn)口加水,出口冒氣,疏堵結(jié)合,萬(wàn)無(wú)一失。希望對(duì)廣大考生有所幫助。