裝置氣密性檢驗(yàn)的常用方法

裝置氣密性檢驗(yàn)的常用方法河南宏力學(xué)校高中部胡喬木在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于氣體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是有毒、有污染的氣體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，它們的實(shí)驗(yàn)裝置在發(fā)生反應(yīng)之前必須要經(jīng)過氣密性檢驗(yàn)這一步。裝置的氣密性檢驗(yàn)是氣體的實(shí)驗(yàn)過程中至關(guān)重要的一個(gè)操作環(huán)節(jié)，它有時(shí)候往往影響著整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成與敗。在很多的實(shí)驗(yàn)題中，我們經(jīng)常會(huì)碰到單獨(dú)對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性檢驗(yàn)的方法的考查，其實(shí)，在實(shí)驗(yàn)題中考查裝置氣密性的檢驗(yàn)方法是對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作能力進(jìn)行檢驗(yàn)的重要考

查形式。所以說，對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性檢驗(yàn)，我們應(yīng)當(dāng)引以足夠的重視。同時(shí)，我們還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)掌握常見的幾種重要的裝置氣密性檢驗(yàn)的方法，以及這些檢驗(yàn)方法的操作原理?，F(xiàn)將中學(xué)化學(xué)常見的幾種檢驗(yàn)裝置的氣密性的方法歸納如下。1、微熱法這是中學(xué)化學(xué)檢驗(yàn)裝置氣密性最常用的方法之一，也是最基本的裝置氣密性檢驗(yàn)方法。這種檢驗(yàn)方法的原理是利用氣體受熱膨脹之后從裝置中逸出來，看到氣泡冒出。具體的操作方法是這樣的：將導(dǎo)氣管b的末端插入水槽中，用手握住試管a或用酒精燈對(duì)其進(jìn)行微熱，這樣試管a中的氣體受熱膨脹，在導(dǎo)氣管末端會(huì)有氣泡產(chǎn)生。在松開手或撤離酒精燈以后，導(dǎo)氣管末端有一段水柱上升，則證明該裝置的氣密性良好，不漏氣。詳見下圖示。2、液差法液差法是利用裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)差產(chǎn)生的“托力”將一段水柱托起，不再下降。對(duì)于不同的實(shí)驗(yàn)裝置，利用液差法進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)的時(shí)候，所采取的實(shí)驗(yàn)操作方法是有所不同的。下面介紹兩種常見的液差法檢驗(yàn)裝置氣密性的操作方法。（1）啟普發(fā)生器的氣密性檢驗(yàn)：關(guān)閉導(dǎo)氣管活塞，向球形漏斗中加水，使得漏斗中的

液面高于容器的液面，靜置片刻后液面不再改變的時(shí)候即可證明啟普發(fā)生器的氣密性良

好。詳見下圖示。（2）另一種氣密性檢驗(yàn)的方法，如下圖所示。具體操作是這樣的：連好儀器，向乙管

中注入適量的水，，使得乙管的液面高于甲管的液面。靜置片刻后，若液面保持不變則證明該裝置的氣密性良好。3、液封法如下圖所示，該裝置的氣密性檢驗(yàn)的方法是這樣的：關(guān)閉活塞K，向其中加入水至浸沒長頸漏斗下端管口，若漏斗頸出現(xiàn)一段穩(wěn)定的水柱，證明該裝置的氣密性良好。

需要注意的是：若要檢查整套裝置的氣密性，為了形成一定的氣壓差而產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，可以使用酒精燈對(duì)裝置中的某個(gè)可以加熱的容器進(jìn)行微熱，再觀察插入液體的導(dǎo)氣管口是否有氣泡冒出，從而判斷整套裝置的氣密性是否良好。2009-01-061#大中小發(fā)表于2009-4-2010:19只看該作者裝置氣密性檢測(cè)小結(jié)裝置氣密性檢驗(yàn)采用的一般方法是：通過氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體

系，依據(jù)改變體系內(nèi)壓強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象（如氣泡的生成，水柱的形成，液面的升

降等）來判斷裝置氣密性的好壞。在實(shí)際檢驗(yàn)過程中，由于氣體發(fā)生器結(jié)構(gòu)不同，

因此檢驗(yàn)方法也有一定的差異?，F(xiàn)就一些常見裝置的檢驗(yàn)方法總結(jié)如下，以供同

學(xué)們參考。

如圖1,此裝置為最簡易的制取氣體裝置，對(duì)于該裝置的氣密性檢查，主要是通過氣體

受熱后體積膨脹，壓強(qiáng)增大。TPG此主題相關(guān)圖片如下：圖1.jpgTPG此主題相關(guān)圖片如下：圖1.jpg具體方法為：把導(dǎo)管口的下端浸入水中，用雙手緊握試管。如果觀察到導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，則證明裝置不漏氣。注意：若外部氣溫較高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，我們可以使用酒精燈對(duì)試管底部微微加熱，但現(xiàn)

象一定要注意撤走酒精燈后，導(dǎo)管中能形成一段水柱，并且一段時(shí)間不下降，才能說明氣密

性好。如圖2所示，此裝置漏斗與大氣相通，無法如上例那樣進(jìn)行檢查。要進(jìn)行其氣密性檢查，首先要考慮的問題是如何使錐形瓶不直接通過漏斗與大氣相通。要解決這一問題，顯而易見的用水（或液體）做液封，從而實(shí)現(xiàn)這一目的。圖2.jpg

具體方法為：從漏斗加入一定量的水，使漏斗的下端管口浸沒在液面以下，夾緊彈簧夾，再加入少量的水，停止加水后，漏斗中與錐形瓶中液面差（即水柱高度）保持不變，說明該裝置不漏氣。圖3為啟普發(fā)生器。該裝置的原理與上圖2的原理是一樣的，但主要是該裝置中彈簧夾

被活塞代替。圖3.jpg圖3圖3具體方法為：關(guān)閉導(dǎo)氣管上的活塞，從球形漏斗中加入足量的水，使球形漏斗中出現(xiàn)水柱，水柱高度在一段時(shí)間內(nèi)保持不變，則說明裝置不漏氣。圖4為利用雙氧水和二氧化錳制取氧氣的實(shí)驗(yàn)室裝置，利用分液漏斗等儀器。這套裝置

與圖2或圖3不同，主要的原理與圖1一樣。圖4.jpg圖4圖4具體方法是：關(guān)閉分液漏斗上的活塞，把導(dǎo)氣管的一端浸入水中，用雙手緊握試管底部。如果觀察到導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，而且在松開手后，導(dǎo)管中形成一段水柱，則證明裝置氣密性

好，不會(huì)漏氣。難點(diǎn)44裝置氣密性檢驗(yàn)難點(diǎn)44裝置氣密性檢驗(yàn)裝置氣密性的檢驗(yàn)難在以下兩點(diǎn)，一是方法，二是文字表述。?難點(diǎn)磁場(chǎng)請(qǐng)?jiān)囎鱿铝蓄}目，然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。某學(xué)生利用氯酸鉀分解制氧氣的反應(yīng)，測(cè)定氧氣的摩爾質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)步驟如下:圖44—1①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻，放入干燥的試管中，準(zhǔn)確稱量，質(zhì)量為。g。②裝好實(shí)驗(yàn)裝置。③檢查裝置氣密性。④加熱，開始反應(yīng)，直到產(chǎn)生一定量的氣體。⑤停止加熱(如圖44—1，導(dǎo)管出口高于液面)。⑥測(cè)量收集到的氣體的體積。⑦準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為bg。⑧測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的溫度。⑨把殘留物倒入指定的容器中，洗凈儀器，放回原處，把實(shí)驗(yàn)桌面收拾干凈。⑩處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出氧氣的摩爾質(zhì)量?；卮鹣铝袉栴}：如何檢查裝置的氣密性？。以下是測(cè)量收集到的氣體的體積必須包括的幾個(gè)步驟：①調(diào)整量筒內(nèi)外液面使之相同；②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；③讀取量筒內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是：(請(qǐng)?zhí)顚懖襟E代號(hào))。測(cè)量收集到的氣體的體積時(shí)，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？。如果實(shí)驗(yàn)中得到的氧氣體積是cL(25°C、101kPa)，水蒸氣的影響忽略不計(jì)，氧氣的摩爾質(zhì)量的計(jì)算式為(含a、b、c，不必化簡)：。?案例探究［例題］用圖44—2所示的裝置制取氫氣，在塑料隔板上放粗鋅粒，漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸，若打開彈簧夾，則酸液由漏斗流下，試管中液面上升與鋅粒接觸，發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣由支管導(dǎo)出，若關(guān)閉彈簧夾，則試管內(nèi)液面下降，漏斗內(nèi)液面上升，酸液與鋅粒脫離接觸，反應(yīng)自行停止。需要時(shí)再打開彈簧夾，又可以使氫氣產(chǎn)生。這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發(fā)生裝置。圖44—2回答下列問題：為什么關(guān)閉彈簧夾時(shí)試管中液面會(huì)下降？。這種制氣裝置在加入反應(yīng)物以前，怎樣檢查裝置的氣密性？。從下面三個(gè)反應(yīng)中選擇一個(gè)可以用這種隨制隨停的制氣裝置制取的氣體，填寫表中空白：①大理石與鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳；②硫鐵礦與鹽酸反應(yīng)制取硫化氫；③用二氧化錳催化分解過氧化氫制取氧氣。氣體名稱收集方法檢驗(yàn)方法⑷食鹽跟濃硫酸反應(yīng)制取氯化氫不能用這種裝置隨制隨停。試說明理由:命題意圖：有關(guān)制h2裝置的考查。知識(shí)依托：化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作及固液不加熱制氣等有關(guān)知識(shí)。錯(cuò)解分析：不知道簡易制H2裝置氣密性的檢驗(yàn)方法，不了解用題給裝置制氣對(duì)反應(yīng)物特別是固體反應(yīng)物的條件限制，都會(huì)造成錯(cuò)解。解題思路：(1)剛剛關(guān)閉彈簧夾時(shí)，試管內(nèi)的反應(yīng)仍在進(jìn)行，這時(shí)產(chǎn)生的氣體，使試管內(nèi)氣壓增大，只要試管內(nèi)的壓強(qiáng)大于外面的大氣壓，試管內(nèi)的液面就會(huì)下降，直至固體和液體脫離接觸，反應(yīng)停止，內(nèi)外氣壓平衡為止。(2)要檢驗(yàn)裝置的氣密性，首先要夾緊彈簧夾，然后由長頸漏斗加水，水面沒過長頸漏斗下端的管口后，由于重力的作用，漏斗中的水仍要流入試管中，但試管中的氣體卻跑不出來，這樣，若裝置的氣密性完好，則試管中的氣體因體積減小而壓強(qiáng)增大，從而可支持長頸漏斗內(nèi)的液面高于試管內(nèi)的液面。若裝置氣密性不好，則漏斗內(nèi)的液面與試管內(nèi)的液面最終保持水平。同樣，回答本題，只需說明裝置不漏氣即可，可不對(duì)裝置漏氣的現(xiàn)象和結(jié)論予以回答。只要是塊狀固體和液體發(fā)生反應(yīng)制取氣體，且反應(yīng)不需要加熱，就可使用此氣體發(fā)生裝置。硫鐵礦與鹽酸制取硫化氫的反應(yīng)不屬于本題的考查內(nèi)容，其反應(yīng)方程式可仿照過氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)寫出：FeS2+2HCl====FeCl2+H2Sf+SI實(shí)驗(yàn)室中的食鹽多為粉末狀的，且它與濃硫酸常溫下反應(yīng)緩慢，欲縮短反應(yīng)時(shí)間，并獲得足夠多的氯化氫氣體，通常使反應(yīng)在加熱條件下進(jìn)行。答案：(1)關(guān)閉彈簧夾，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使試管內(nèi)液面上的壓力增加，所以液面下降。塞緊橡皮塞，夾緊彈簧夾后，從漏斗注入一定量的水，使漏斗內(nèi)的水面高于試管內(nèi)的水面，停止加水后，漏斗中與試管中的液面差保持不再變化，說明裝置不漏氣。(3)氣體名稱收集方法檢驗(yàn)方法二氧化碳向上排空氣法通入澄清石灰水中使石灰水變渾濁硫化氫向上排空氣法有臭雞蛋味(其他合理答案也可以)因?yàn)椋捍朔磻?yīng)需要加熱，食鹽是粉末狀。?錦囊妙計(jì)裝置氣密性的檢驗(yàn)，不外乎以下幾種情形：制02裝置：要注意將導(dǎo)管末端浸入水中。制H2裝置：要注意關(guān)閉彈簧夾。制Cl2裝置：要注意關(guān)閉分液漏斗。復(fù)合裝置：可拆分為幾種不同裝置。?殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練].(★★★)由圖44-3所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):圖44—3如何檢驗(yàn)裝置的氣密性？。若用手捂熱現(xiàn)象不明顯，該怎樣檢驗(yàn)該裝置的氣密性？。(****)用示意圖44—4中的簡易裝置可以進(jìn)行氣體的發(fā)生和收集。

圖44—4實(shí)驗(yàn)前應(yīng)如何檢查該裝置的氣密性？答：。拔開試管a的橡皮塞，加入10mL6.0mol?LT稀硝酸和1.0g薄銅片，立即將帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。反應(yīng)開始時(shí)速率緩慢，逐漸加快。請(qǐng)寫出在試管a中所發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式。答：。(^★★★)有下列實(shí)驗(yàn)裝置：圖44—5實(shí)驗(yàn)前需檢驗(yàn)裝置的氣密性。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先關(guān)閉活塞a，并取下燒瓶B；向A中加入一定濃度的鹽酸，產(chǎn)生氫氣。經(jīng)必要的操作［見問題(2)］后，在導(dǎo)管的出口處點(diǎn)燃?xì)錃?，然后如圖44—5所示套上燒瓶B，塞緊瓶塞，氫氣在燒瓶中繼續(xù)燃燒。用酒精燈加熱反應(yīng)管D中的還原鐵粉，待B中氫氣的火焰熄滅后，打開活塞a，氣體通過硬管D進(jìn)入試管E中，使酚歐試液呈紅色。請(qǐng)回答下列問題。實(shí)驗(yàn)前如何檢驗(yàn)裝置的氣密性？。點(diǎn)燃?xì)錃馇氨仨氝M(jìn)行操作，進(jìn)行該操作的方法是 。^(★★★★★)二氧化硫是一種主要的大氣污染物，為粗略測(cè)定周圍環(huán)境中的二氧化硫含量，某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖44-6所示裝置：圖44—6(1)檢查該裝置的氣密性時(shí)，先在試管中裝入適量水，并使玻璃導(dǎo)管的下端浸沒在水中，然后(填寫操作方法)，將會(huì)看到(填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，可證明裝置的氣密性良好。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)向試管中加入0.00050mol-L-1的碘水1.0mL，用適量的蒸餾水稀釋后加入2?3滴淀粉溶液，配制成溶液A。測(cè)定指定地點(diǎn)的空氣中二氧化硫的含量時(shí)，推拉注射器的活塞反復(fù)抽氣，A溶液由 色變?yōu)?色時(shí)反應(yīng)恰好進(jìn)行完全，此刻，立即停止抽氣，試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。附：參考答案難點(diǎn)磁場(chǎng)將導(dǎo)管的出口放入水槽中，用手捂熱試管，有氣泡從水中冒出；放開手后，且有少量水進(jìn)入導(dǎo)管，表明裝置不漏氣②①③。慢慢將量筒下移(ag-bg)：(cLX273K：298K：22.4L-mol-1)[或：(ag-bg)X298KX22.4L-mol-1"LX273K)]殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練(1)關(guān)閉分液漏斗的活塞，將干燥管末端的管口放入水中，用手捂熱分液漏斗，有氣泡從水中冒出；放開手冷卻后，且有少量水進(jìn)入干燥管，表明裝置不漏氣。(2)關(guān)閉分液漏斗活塞，將干燥管末端放入水中，用小火加熱燒瓶，有氣泡從水中冒出，停止加熱冷卻后，干燥管內(nèi)水面回升，表明裝置不漏氣。(1)把導(dǎo)管b的下端浸入水中，用手緊握捂熱試管a，導(dǎo)管口會(huì)有氣泡冒出；松開手后，水又回升到導(dǎo)管b中。(2)①3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NOI+4H2G2NO+O2==2NO22NO^^N2O4（1）在A（及E）中加入少量水，使水面剛剛沒過A的漏斗頸（及E的導(dǎo)管口）的下端，打開活塞a,在燒瓶B（或玻璃管D）的底部加熱，若A中漏斗頸內(nèi)水面上升，且E中導(dǎo)管口有氣泡逸出，說明裝置不漏氣。（若關(guān)閉活塞a，用同樣的方法分別在燒瓶B底部和玻璃管D下部加熱，分別檢查活塞前后兩部分是否漏氣也可）。（2）檢驗(yàn)氫氣的純度用排水法（或向下排空氣法）收集一試管氫氣用拇指堵住，移近酒精燈的火焰，松開拇指，點(diǎn)燃，沒聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣已純解析：（1）該新情境裝置中，單向閥是沒見過的，需仔細(xì)分析其功能，到底怎么一個(gè)“單向法”？推氣時(shí)，左右單向閥關(guān)閉，上下單