气密性与注射器的用途

一、常见气体杂质的除法气体杂质方法或试剂H2通过灼热的氧化铜，然后再除去产生的水蒸气。CO通过灼热的氧化铜，然后再除去产生的O2通过炽热的铜网。原理：CO2通过澄清石灰水或溶液。（后者吸收效果更好）通过无水硫酸铜或浓硫酸。（后者在除水时常用）二、装置的气密性检查装置气密性的检验，原理通常是想办法造成装置不同部位气体有，并产生某种明显的现象。使气压增大的常见方法有：①对容积较大的容器加热（用手、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通过漏斗向密闭容器内加水，水占领一定空间使容器内气体压强变大。现象是使加水的漏斗颈中的水被下方的气体“托住”，形成一段稳定的液柱。1、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（不常用，略）2、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，只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，应分段检查。【例1】如何检查图A装置的气密性图A图B方法：如图B将导管出口埋入水中，用手掌或热毛巾焐容积大的部位，看水中的管口是否有气泡逸出，过一会儿移开焐的手掌或毛巾，观察浸入水中的导管末端有无水上升形成水柱。若焐时有气泡溢出，移开焐的手掌或毛巾，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，将将导气管插入烧杯中水中，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】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。【例7】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：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。储气作用、防堵塞防倒吸安全瓶作用【例8】如何检查下面装置的气密性？方法：较复杂的实验装置，一次性检查效果不好，可以分段检查气密性。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处的锥形瓶中用酒精灯微热，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，则这部分装置的气密性良好。三、注射器在化学实验中的应用1、用于抽送气体：①检查装置的气密性（如图1）连接好装置（注射器内留有一半体积的空气），打开弹簧夹，向长颈漏斗中注入水，使其下管口必须液封，慢慢推注射器的活塞，长颈漏斗内形成一段水柱，过一会后水柱的液面不下降。再慢慢往外拉活塞，液柱下降，下管口有气泡冒出。说明装置不漏气。②排送气体（如图2）某同学为了测定变质的烧碱样品中Na2CO3的质量分数，设计了图2所示的装置。反应的开始、结束都要用注射器反复的排送气体。实验步骤为：a.检查装置的气密性。b.称取一定质量的干燥的烧碱样品放入广口瓶中，分液漏斗中加入适量的稀硫酸，准确称量装置F的质量，连好装置。c.关闭弹簧夹3，打开弹簧夹1和弹簧夹2。反复推拉注射器。d.关闭弹簧夹1和弹簧夹2，打开弹簧夹3，然后打开分液漏斗的活塞开关，让稀硫酸逐滴滴入样品中，直到不再产生气泡为止。e.打开弹簧夹1，立即不断反复推拉注射器。f.再称装置F质量，根据CO2的质量来计算样品中Na2CO3的质量分数。可见：步骤c.反复推拉注射器的目的是排尽装置中的CO2，以保证实验结果的准确性。而步骤e.反复推拉注射器的目的是使生成的CO2充分被F中的试剂吸收。2、改变装置内的气体压强（如图3、图4）图3中将NaOH溶液注入集气瓶中，振荡，小气球很快膨胀起来。图4中打开弹簧夹，将NaOH溶液注入烧瓶中，试管内95℃的水会立即沸腾。（气压减小，沸点降低。）3、用于测量气体体积（如图5）用45mL试管作反应容器，磷的燃烧均在密闭容器里进行，可防止白烟污染空气。用20mL注射器（活塞事先处在10mL刻度处）测量磷燃烧消耗的氧气体积。操作：①检查装置的气密性。②装药品，连好仪器。③夹紧弹簧夹，加热白磷，观察现象。④燃烧结束，试管冷却后松开弹簧夹，可以看到活塞慢慢左移到1mL刻度处。说明空气中氧气的体积分数为1/5。[（10mL～1mL）/45mL]4、用于反应容器：（如图6、图7）图6中用注射器吸收水和CO2(体积比为1：1)，然后夹紧弹簧夹，用力振荡，活塞会自动向前推进。说明CO2溶于水后气压减小。图7将块状固体放入干燥管中，用注射器取一定质量的酸，干燥管上接一个带活塞的导管，就制成了气体发生装置，该装置随时控制反应的进行。可用来制取H2和CO2。5、用于分液漏斗、滴管的代用品（如图8）图8中的注射器代替了分液漏斗，可随时添加药品，不断产生O2。还可控制氧气的生成速率。用注射器，取液、滴加都很方便，也可控制试剂用量和滴速，节省试剂。6、用于量筒（如图9）由于注射器上有计量单位，可用作一些对比实验的仪器。图9是用肥皂水区分硬水和软水的实验。用注射器取等体积的肥皂水加入盛有等体积硬水和软水的烧杯中，搅拌。操作简便，现象明显。注射器体积小、操作简便、节省试剂、可靠安全、污染少，广泛用在气体制备、收集，微型实验、家庭小实验等实验中，真正做到了一器多用。【例9】某学生为了测定由两种元素形成的气态化合物X的组成，做了如下图所示的实验。他把气体X由注射器A缓慢送入装有CuO的B装置，使之完全反应，得到如下结果：①实验前B管和药品的总质量为21.32g，实验后为21.16g。②C管中收集到的物质电解后得到H2和O2，在D中收集到的是N2。③X中两元素的质量比是14：3，问：（1）C中收集到的液体，质量是_______g，（2）在实验中看到的现象是______________。（3）B中反应的化学方程式是______________。【例10】小冬同学在家务劳动时跟爸爸学习杀鱼，在杀鱼时对从鱼腹内取出的鱼鳔产生了兴趣。他拟定“探究鱼鳔内气体的成分和体积”作为课题进行研究。小冬查阅资料获知：这种鱼的鱼鳔内氧气占四分之一，其余气体是二氧化碳和氮气。他设计了如下实验方案：Ⅰ.测量鳔内气体的体积。小冬设计了两种方法：（1）用医用注射器（带有准确的刻度）抽取鱼鳔内的气体，测量其体积；（2）在水槽中倒扣一个盛满水的量筒，用镊子夹住鱼鳔，将鱼鳔尖端放在量筒口处，用一根针在水下刺破鱼鳔尖端，用排水集气法收集鳔内的气体并测量其体积。你认为其中测量结果不准确的是，理由是。Ⅱ.探究鳔内气体的成分。小冬收集了鳔内气体分别装在集气瓶和医用注射器中进行如下实验。实验编号实验记录（3）验证鳔内含有氧气将燃着的木条放入集气瓶中木条能继续燃烧，证明含有氧气（4）验证鳔内含有二氧化碳操作方法：实验现象：（5）分离出氮气取一份装在100mL医用注射器中的鳔内气体进行分离：第一步，将气体通过（填试剂）除去氧气；第二步，将剩余气体通过足量的除去二氧化碳；第三步，将剩余气体通过进行干燥，即可得纯净的氮气第三步实验时还可以选用作干燥剂。四、实验误差分析实验是手段，要达到目的还需对实验现象、实验数据进行科学的分析、处理，去伪存真，由表及里，剥去假像方能识得庐山真面目。实验是培养学生科学品质与各种能力的有效手段和途径。一般从以下三方面考虑实验误差：①方案是否合理，这是决定实验成败的关键；②操作不当引起的误差；③仪器装置的选择；【例11】2011.天津市）空气、水是人类赖以生存的自然资源。（1）测定空气中氧气体积分数的实验装置如右图所示。在集气瓶内加入少量的水，并五等分水面以上的容积，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。①写出红磷在空气中燃烧的化学方程式：。②待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处。由此可知氧气约占空气总体积的。③红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是，该气体（支持或不支持）燃烧。④误差分析：如果在实验前未弹簧夹，倒吸的水将会，测得的氧气体积分数（、=、）1/5。如果插入的速度过慢，倒吸的水将会，测得的氧气体积分数1/5。如果红磷用量过少，倒吸的水将会，测得的氧气体积分数1/5。如果装置漏气，倒吸的水将会，测得的氧气体积分数1/5。如果未完全冷却到室温，倒吸的水将会，测得的氧气体积分数1/5。