检查装置气密性方法小结.docx
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检查装置气密性方法小结
狄晗I一般来说,无论采用那种装置制取气体,在成套装置组装完毕装入反应物之前,必须检查装置的气密性,以确保实验的顺利进行。
装置气密性检验采用的一般方法是:
通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成,水柱的形成,液面的升降等)来判断装置气密性的好坏。
1.如图1,此装置为最简易的制取气体装置,对于该装置的气密性检查,主要是通过气体
受热后体积膨胀,压强增大。
具体方法为:
把导管口的下端浸入水中,用双手紧
握试管。
如果观察到导气管口有气泡冒出,则证明装置
不漏气。
注意:
若外部气温较高,实验现象不明显,我们可以使用酒精灯对试
管底部微微加热,但现象一定要注意撤走酒精灯后,导管中能形成一段水
柱,并且一段时间不下降,才能说明气密性好。
2.如图2所示,此装置漏斗与大气相通,无法如上例那样进行检
查。
要进行其气密性检查,首先要考虑的问题是如何使锥形瓶不直接
通过漏斗与大气相通。
要解决这一问题,显而易见的用水(或液体)
做液封,从而实现这一目的。
具体方法为:
从漏斗加入一定量的水,使漏斗的
下端管口浸没在液面以下,夹紧弹簧夹,再加入少量
的水,停止加水后,漏斗中与锥形瓶中液面差(即水柱高度)保持不变,说明该装置不漏气。
3.图3为启普发生器。
该装置的原理与上图2的原理是一样的,但主要是该装置中弹簧夹被活塞代替。
具体方法为:
关闭导气管上的活塞,从球形漏斗中
加入足量的水,使球形漏斗中出现水柱,水柱高度
在一段时间内保持不变,则说明装置不漏气。
4.图4为利用双氧水和二氧化锰制取氧气的实验室装置,利用分液漏斗等仪器。
这套装置与图2或图3不同,主要的原理与图1一样。
具体方法是:
关闭分液漏斗上的活塞,把导气
管的一端浸入水中,用双手紧握试管底部。
如果观
察到导气管口有气泡冒出,而且在松开手后,导管
中形成一段水柱,则证明装置气密性好,不会漏气。
一、使装置密封
密封是使装置与环境不再有气体交换。
密封的方式有多种,可用胶塞、弹簧夹、水封等。
二、增大或减小装置内气体的体积
这步的实验原理为物理学的克拉柏龙方程。
首先我们要考虑体积与温度、压强、物质的量之间的关系,改变体积可以有不同的方式;其次还要考虑实验条件发生变化后这种方法的可行性,从而思维方式做及时的转变。
三、观察气液交界处的变化,然后作出气密性好坏的判断
例1.检验如图1所示装置的气密性。
按检验装置气密性的步骤,首先将该装置的管口用水封;第二,对于类似于大试管的体积比较小、器壁比较薄的仪器(如圆底烧瓶、锥型瓶等),都可采
用最简单的改变体积的方法,即用手捂或用酒精灯微热的升温方法。
第三,观察气液交界处有无气泡冒出,如果有,那么该装置的气密性良好。
例2.用图2所示的装置制取氢气,在塑料隔板上放粗锌粒、漏斗,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。
回答下列问题:
(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?
首先根据题意分析,该装置是一个简易的启普发生器装置,体积比较大,器壁比较厚,通过手捂升温对气体体积的影响是微乎其微的,而该装置又是不能被加热的,因此通过改变温度来改变体积的方法是行不通的,但是根据克拉柏龙方程可以通过改变装置内气体的压强或物质的量的办法来改变体积。
方法一:
改变装置内气体的压强。
塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后,漏斗中与试管中的液面差保持不再变化,说明装置不漏气。
方法二:
改变装置内气体的物质的量。
塞紧橡皮塞,从漏斗注入一定量的水,这时漏斗内的水面和试管内的水面相平,停止加水后,从侧管口向试管内鼓气,使漏斗内的水面高于试管内的水面,加紧弹簧夹,漏斗与试管中的液面差保持不再变化,说明装置不漏气。
例3.SO
2是大气污染物之一,为粗略地测定周围环境中SO
2
的含量,某学
生课外活动小组设计了如图3所示的实验
装置,请检查该装置的气密性。
已知:
先在试管中装入适量的水,保
证玻璃导管的下端浸没在水中。
根据图3所示和已知条件,该装置已
经密封,气液交界处在玻璃导管内,其变
化情况可能有两种,一种情况是使试管内气压增大,玻璃导管内液面上升,若玻璃导管内液面和试管内液面高度差不变,则证明装置气密性良好。
第二种情况是使试管内气压减小,大气压将空气压入试
管内,浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出。
根据题意,由于装置中存在一个单向阀,不可能增加装置内气体物质的量,所以第一种方案不可取,因此选择第二种。
由图可知减小试管内气压的办法是将注射器慢慢向外拉,通过减小试管内气体的物质的量的方法来减小气压。
解题的关键是弄清实验原理,其次考虑实验条件发生变化后这种方法的可行性
初中化学检查装置气密性的方法:
一、空气热胀冷缩法
这是教材上介绍的常用的一种方法,操作简便行,但有四个缺点:
①如果仪器玻璃较厚、装置较大,或者手掌温度与空气温度相差不大时,都不会产生气泡,更不能形成水柱;②每检查一次用时间偏长;③导气管的尾端被水浸湿,不适宜做避免水参与的实验(如制氨气、制氯化氢等);④若装置内已经装入了试剂就不能再行检查。
二、注水法
适用于检查启普发生器或类似于启普发生器的装置。
首先关闭排气导管,从顶部漏斗口注水,当漏斗下端被水封闭后再注水,水面不下降,表明装置气密性好;如果水面下降,表明装置气密性差。
此法有两个缺点:
①装置内部被水浸湿;②如果已装入了固体试剂则不能再行检查。
为了消除上述两种方法中的缺点,现设计了以下三种气密性检查方法。
三、外接导管浸水法
在装置的尾端导气管上外接一段橡皮管和20~30cm长的玻璃导管,导管浸入试管内的水中,水进入导管一段高度后不再进入,内外液面高度差较大,把试管上下移动几次,仍然如此,表明装置气密性好;如果水进入导管很多,液面高度差很小,表明装置气密性差。
四、滴定管压气法
取一支25mL滴定管,下端与橡皮管连接,橡皮管变曲成U形与装置的尾端导管连接,滴定管内装满水。
打开滴定管开关,水面下降一段距离后就停止不动,表明装置气密性好;如果水面一直下降不停,表明装置气密性差。
使用此法要注意:
滴定管里水面不能超过装置尾端导管30cm高度,否则,压强太大,空气有可压缩性,水有可能流入装置里。
五、滴定管抽气法
取装水的一支25mL滴定管,其上端通过单孔橡皮塞和橡皮管与装置尾端导管连接。
打开滴定管的开关,如果水面下降一段后就停止不动,表明装置气密性好;如果水面一直下降,表明装置气密性差。
各种装置的气密性检查方法归纳
一、基本方法:
①受热法:
将装置只留下1个出口,并先将该出口的导管插入水中,后采用微热(手捂、热毛巾捂、酒精灯微热等),使装置内的气体膨胀。
观察插入水中的导管是否有气泡。
停止微热后,导管是否出现水柱。
②压水法:
如启普发生器气密性检查
③吹气法
二、基本步骤:
①形成封闭出口
②采用加热法、水压法、吹气法等进行检查
③观察气泡、水柱等现象得出结论。
注:
若连接的仪器很多,应分段检查。
实验装置气密性检查(原理、题型及方法)
试验装置的气密性检查时往往需要遵循以下原则。
1、检验时利用装置自身的仪器,在没有特殊需要的情况下,往往是不可以随意添加其它仪器来检验装置气密性的。
2、在检验装置的气密性时操作往往是使装置中的气体体积发生变化,但变化的程度要小,大幅度的变化是不能看出装置是否漏气的。
一、检验装置气密性基本原理
[原理1]:
在常压下,利用V/T=C(C为常量)。
改变温度T,利用气体热胀冷缩的性质进行气密性的检验。
[原理2]:
在恒压下,利用产生液面差维持体系内外压强相等,即外界大气压+液柱压强=体系内部的气体压强。
检验装置的气密性许多同学知道怎样做却不善于用文字表达,回答时应注意既要答出操作方法,又要答出观察到的现象,还要答出判断气密性是否良好的标准,三者缺一不可。
二、检验装置气密性基本方法:
1、微热法:
手捂法:
适于单孔发生器气密性的检查;热源辅助法:
对容积较大的容器加热(热毛巾、或微火)容器内受热气体膨胀,压强变大,现象是从导管出口(应浸没在水下)排出气泡,冷却时气体收缩,液体回流填补被排出的气体原来的位置,从而形成一段液柱。
2、堵孔法
3、液封法
4、水压法
5、吹气法
6、抽气法
堵孔、液封、水压法等适于双孔发生器气密性检查,对启普发生器气密性的检查用水压法更加方便;
三、基本步骤:
1、观察气体出口数目,若有多个出口,则通过关闭止水夹、分液漏斗活塞或用水封等方法,让装置只剩一个气体出口。
2、采用加热法、水压法、吹气法等进行检查
3、观察气泡、水柱等现象得出结论。
注:
若连接的仪器很多,可在不拆卸整套仪器的前提下分段检查。
同时考虑检查方法的综合应用。
四、实例:
【例1】如何检查图A装置的气密性
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图A图B
方法:
如图B将导管出口埋入水中,用手掌或热毛巾捂住容积大的部位,看水中的管口是否有气泡逸出,过一会儿移开手掌或毛巾,观察浸入水中的导管末端有无水上升形成水柱。
若捂住时有气泡溢出,移开手掌或毛巾,有水柱形成,说明装置不漏气。
【例2】请检查下面装置的气密性
方法:
关闭分液漏斗活塞,将导气管插入烧杯中液面以下,用酒精灯微热园底烧瓶,若导管末端产生气泡,停止微热,有水柱形成,说明装置不漏气。
【例3】启普发生器气密性检查的方法,
图A图B图C
方法:
如图所示。
关闭导气管活塞,从球形漏斗上口注入水,待球形漏斗下口完全浸没于水中后,继续加入适量水到球形漏斗球体高度约1/2处,做好水位记号静置几分钟,水位下降的说明漏气,不下降的说明不漏气。
【例4】检查下面有长颈漏斗的气体发生装置的气密性。
方法1:
同启普发生器。
…若颈中形成水柱,静置数分钟颈中液柱不下降,说明气密性良好,否则说明有漏气现象。
方法2:
向导管口吹气,漏斗颈端是否有水柱上升用橡皮管夹夹紧橡皮管,静置片刻,观察长颈漏斗颈端的水柱是否下落,若吹气时有水柱上升,夹紧橡皮管后水柱不下落,说明气密性良好。
【例5】检查图A所示简易气体发生器的气密性。
图A图B
方法:
关闭K,把干燥管下端深度浸入水中(图B所示),使干燥管内液体面低于烧杯中水的液面,静置一段时间,若液面差不变小,表明气密性良好。
【例6】检查下面装置的气密性。
图A图B方法:
如图所示。
关闭导气管活塞,从U型管的一侧注入水,待U型管两侧出现较大的高度差为止,静置几分钟,两侧高度差缩小的说明漏气,不缩小的说明不漏气。
五、练习与巩固:
1、如下图所示为制取氯气的实验装置:
盛放药品前,怎
样检验此装置的气密性?
方法:
2、如何检查下面装置的气密性?
方法:
3、(2004年全国高考理综试题)
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,从长颈漏斗向试管口注入一定量的水,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_______________________________________________________________________
(2)关闭图B装置中的止水夹a后,开启活塞b,水不断往下滴,直至全部流入烧瓶。
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:
______________________________________________________________________________
4、有下列实验装置:
检查该装置的气密性时,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,将会看到__________________________(填写实验现象),则证明该装置的气密性良好。
5、某研究性学习小组设计了如图所示的定量测定装置,其中B是底面积为100cm2的圆筒状玻璃容器(密封盖上装有阀门),上面标有厘米单位的刻度,其它夹持装置已略去。
I.甲同学用这套装置测定空气中氧气的体积分数,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。
③打开B的阀门,加入液体C,使B中液面至刻度15.0cm后,关上阀门。
④通电加热铜粉,待充分反应后……
请回答下列问题:
(1)步骤①中检查装置气密性的操作方法
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)上述实验中,下列物质能代替铜粉的有________。
A、红磷
B、木炭
(3)将步骤④的操作补充完全_________________________________________________6、(2005北京东城区模拟)下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________________________________________________________________________________;在烧杯中加入一定体积的稀硝酸,打开止水夹,用注射器慢慢抽取干燥管内的空气,稀硝酸沿着干燥管慢慢上升,直到充满整个干燥管,停止抽拉注射器,关闭止水夹,观察干燥管内的现象_____________________________________________________;反应停止后打开止水夹,用注射器抽取干燥管内的气体(事先已将干燥管内的空气推出),关闭止水夹后取下注射器,并抽取一定量的空气,观察到的现象是____________________________(4)上述实验完成后,将注射器内的气体通人到NaOH溶液中,其目的是
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
7、有下列实验装置:
实验前需检验装置的气密性。
实验开始时,先关闭活塞a,并取下烧瓶B;向A中加入一定浓度的盐酸,产生氢气。
经必要的操作[见问题
(2)]后,在导管的出口处点燃氢气,然
后如图所示套上烧瓶B,塞紧瓶塞,氢气在烧瓶中继续燃烧。
用酒精灯加热反应管D中的还原铁粉,待B中氢气的火焰熄灭后,打开活塞a,气体通过硬管D进入试管E中,使酚酞试液呈红色。
请回答下列问题。
(1)实验前如何检验装置的气密性?
__________________________________。
(2)点燃氢气前必须进行________操作,进行该操作的方法是_________________。
8、由下图所示的实验装置进行实验:
(1)如何检验装置的气密性?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)若用手捂热现象不明显,该怎样检验该装置的气密性?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9、用下图的简易装置可以进行气体的发生和收
集。
(1)实验前应如何检查该装置的气密性?
答:
。
(2)拔开试管a的橡皮塞,加入10mL6.0mol·L
-1稀硝酸和1.0g薄铜片,立即将带有导管的橡皮
塞塞紧试管口。
反应开始时速率缓慢,逐渐加快。
请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方程式。
答:
________________________________。
参考答案
1、方法:
向B、D中加水使导管口浸没在水面下,关闭分液漏斗活塞,打开活塞K,微热A中的圆底烧瓶,D中导管有气泡冒出;停止加热,关闭活塞K片刻后,D中导管倒吸入一段水柱,B中没入液面的导管口会产生气泡。
有这些现象说明气密性良好。
2、如用止水夹夹住b、C装置间的导管的橡皮管,并关闭分液漏用酒精灯在a装置下
微热,若b装置中的导管产生一段水柱,表明止水夹前面的装置气密性良好。
再在C处的锥形瓶下部用酒精灯微热,若e处出现气泡,停止微热,插在e处液面下的导管产生一段液柱,表明这部分装置的气密性良好。
3、?
不漏气由于不漏气,加水后试管内气体体积减小,导致压强增大,长颈漏斗内的水面高出试管内的水面。
?
无法确定由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连,使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同,无论装置是否漏气,都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。
4、向外轻轻拉动注射器的活塞浸没在水中的导管中有气泡冒出
5、盖紧B的盖子,关闭阀门,向A中加水,使A中的水面高于容器B中的水面,放置一段时间,若A中的液面不下降,则证明其气密性良好。
6、关闭止水夹,将干燥管放入盛水的烧杯中,若干燥管中的液面比烧杯中液面低,且保持一段时间,则表明气密性良好。
7、
(1)在A(及E)中加入少量水,使水面刚刚没过A的漏斗颈(及E的导管口)的下端,打开活塞a,在烧瓶B(或玻璃管D)的底部加热,若A中漏斗颈内水面上升,且E中导管口有气泡逸出,说明装置不漏气。
(若关闭活塞a,用同样的方法分别在烧瓶B底部和玻璃管D下部加热,分别检查活塞前后两部分是否漏气也可)。
(2)检验氢气的纯度,用排水法(或向下排空气法)收集一试管氢气用拇指堵住,移近酒精灯的火焰,松开拇指,点燃,没听到尖锐的爆鸣声,表明氢气已纯
8、
(1)关闭分液漏斗的活塞,将干燥管末端的管口放入水中,用手捂热分液漏斗,有气泡从水中冒出;放开手冷却后,且有少量水进入干燥管,表明装置不漏气。
(2)关闭分液漏斗活塞,将干燥管末端放入水中,用小火加热烧瓶,有气泡从水中冒出,停止加热冷却后,干燥管内水面回升,表明装置不漏气。
9、
(1)把导管b的下端浸入水中,用手紧握捂热试管a,导管口会有气泡冒出;松开手后,水又回升到导管b中。
装置气密性检验
装置气密性的检验难在以下两点,一是方法,二是文字表述。
●难点磁场
请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。
某学生利用氯酸钾分解制氧气的反
应,测定氧气的摩尔质量。
实验步骤如下:
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧
化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,
准确称量,质量为ag。
②装好实验装置。
③检查装置气密性。
④加热,开始反应,
直到产生一定量的气体。
⑤停止加热(如图
44—1,导管出口高于液面)。
⑥测量收集
到的气体的体积。
⑦准确称量试管和残留
物的质量为bg。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中,洗净仪器,放回原处,把实验桌面收拾干净。
⑩处理实验数据,求出氧气的摩尔质量。
回答下列问题:
(1)如何检查装置的气密性?
。
(2)以下是测量收集到的气体的体积必须包括的几个步骤:
①调整量筒内外液面使之相同;②使试管和量筒内的气体都冷却至室温;③读取量筒内气体的体积。
这三步操作的正确顺序是:
________(请填写步骤代号)。
(3)测量收集到的气体的体积时,如何使量筒内外液面的高度相同?
________。
(4)如果实验中得到的氧气体积是cL(25℃、101kPa),水蒸气的影响忽略不计,氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c,不必化简):
。
●案例探究
[例题]用图44—2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,则试管内液面下降,漏斗内液面上升,酸液与锌粒脱离接触,反应自行停止。
需要时再打开弹簧夹,又可以使氢气产生。
这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。
图44—2
回答下列问题:
(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以前,怎样检查装置的气密性?
____________________。
(3)从下面三个反应中选择一个可以用这种随制随停的制气装置制取的气体,填写表中空白:
①大理石与盐酸反应制取二氧化碳;②硫铁矿与盐酸反应制取硫化氢;③用二氧化锰催化分解过氧化氢制取氧气。
(4)食盐跟浓硫酸反应制取氯化氢不能用这种装置随制随停。
试说明理由:
________________________________。
命题意图:
有关制H2装置的考查。
知识依托:
化学实验的基本操作及固液不加热制气等有关知识。
错解分析:
不知道简易制H2装置气密性的检验方法,不了解用题给装置制气对反应物特别是固体反应物的条件限制,都会造成错解。
解题思路:
(1)刚刚关闭弹簧夹时,试管内的反应仍在进行,这时产生的气体,使试管内气压增大,只要试管内的压强大于外面的大气压,试管内的液面就会下降,直至固体和液体脱离接触,反应停止,内外气压平衡为止。
(2)要检验装置的气密性,首先要夹紧弹簧夹,然后由长颈漏斗加水,水面没过长颈漏斗下端的管口后,由于重力的作用,漏斗中的水仍要流入试管中,但试管中的气体却跑不出来,这样,若装置的气密性完好,则试管中的气体因体积减小而压强增大,从而可支持长颈漏斗内的液面高于试管内的液面。
若装置气密性不好,则漏斗内的液面与试管内的液面最终保持水平。
同样,回答本题,只需说明装置不
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