巧用气压原理解高考化学实验题

维普资讯 http://www.cqvip.com ｐ　＼Ｐ　．　２实验考核评估｛　＼　＼　巧用气压原理解高考化学实验题　口　赵　丰　安徽省合肥工业大学附属中学２３０００９　摘要分析整理了历年高考化学实验题中有关气压原理的试题，将其进行归类，井巧用学生熟知的气压原理加以解决。　关键词　气压原理　高考化学实验题　化学实验是中学化学教学的重点，学生学习　压强减小，在导管中倒吸入一段水柱。上述现象　的难点，近年高考的热点，考生的失分点。化学实　表明装置的气密性良好。　验题千变万化，是高考命题稳中求变求新的出彩　②对于启普发生器以及类似的简易装置，应　点。据不完全统计，在近十年的各类高考中，可利　先关闭活塞，：再从漏斗中加水，当漏斗口水封后继　用气压原理解答的实验题很多（表１），几乎年年　续加水，使容器里气体压强增大，在漏斗下端形成　都有。　一段水柱，停止加水后水柱液面不下落，表明装置　表１　的气密性良好。　高考类型　题号赋分　与气压原理的联系　懂得了检查装置的气密性实际上就是利用容　器里气体的压强与大气压强的差来进行的，解决　这类问题就容易多了。　例１．（２００１年高考安徽卷２８　题，３Ｏ分）用图１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，则试管中液面　图１　下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反　本文分析整理了历年高考化学实验题中有关　应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可以使氢　气压原理的试题，将其归纳成几种典型的题型，巧　气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停的气　用学生熟知的“气压原理”（即一定量的气体与温　体发生装置。回答下面问题：　度、压强、体积的关系以及气体的物质的量在恒　①为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？　温、恒容下与压强的关系等），既能从根本上解决　②这种制气装置在加入反应物前，怎样检查　问题，又便于学生理解和记忆。　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　１检查装置的气密性　制随停的制气装置制取的气体：大理石与盐酸反　检查装置的气密性一般有两种方法：　应制取二氧化碳、黄铁矿与盐酸反应制取硫化氢、　①先将连接装置的导管没入水中，再用手握　用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气。　住试管或烧瓶，容器里的气体受热后压强增大，气　④食盐跟浓硫酸反应制氯化氢不能用这种装　体从容器里压出，形成气泡；手松开后，气体遇冷　置随制随停。试说明理由。　《教学仪器与实验》第２３卷２００７年第１Ｏ期　・４３・　维普资讯 http://www.cqvip.com

２气体发生装置和储气瓶　长出”时，进的是气体，出来的却是液体，这样可以　收集气体或通过排出水的体积测量气体的体积。　在测量气体的体积读数时，还应使两边液面相平，　以使两边气压相等，这样读数才能准确。　例３．（２００７全国卷Ⅱ２８题，１５分）在室温和　大气压强下，用图４所示的装置进行实验，测得　口ｇ含ＣａＣ２９０％的样品与水完全反应产生的气体　气体发生装置中常用到漏斗，应选用长颈漏　斗还是分液漏斗，主要看漏斗下端能否被液封。　能被液封，则可用长颈漏斗；不能被液封，则只能　选用分液漏斗。　对于启普发生器以及简易装置这类随制随停　的制气装置其工作原理就是根据气压原理设计　体积为６Ｌ。请回答下列问题：　①ＣａＣ：与水反应的化　学方程式是　。　的。以图１装置制取氢气为例，若打开弹簧夹，管　中气体压强减小，则漏斗中酸液流下，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，管中气体压强增大，则试管中　酸液被压回漏斗中，试管中液面下降，酸液与锌粒　脱离接触，反应自行停止。　匕＿｛　②若反应刚结束时，观　察到的实验现象如图４所　示，这时不能立即取出导气　管，理由是：　瓶储气的工作原理：储气时，通入气体使瓶内　压强大于大气压，气体将水压入漏斗中；用气时，　开启开关，漏斗中水流回瓶内将气体压出。　例２．（２００４年全国理综卷２８题，１４分）根据　图２及描述，回答下列问题：　③本实验中测量气体　图４．　体积时应注意到的事项有待装置内气体的温度恢　复到室温后，调节量筒使其内外液面持平。　本题通过排水量气的方法测定某电石试样中　ＣａＣ：的质量分数。懂得排水量气的原理，问题就　水　比较容易回答。在２００７年高考试题中涉及洗气　装置内容的题目较多，如全国卷理综Ｉ　２８题；上　海卷化学１（）题等。　４喷泉实验　图２　喷泉现象实际上也是利用容器里气体的压强　与大气压强的差距来形成的。理论上讲，当大气　压强与容器里气体的压强的差大于烧杯液面到喷　口水柱的压强时，即可形成喷泉。常见的喷泉实　验有三种情况：　①利用一些极易溶于水的气体（主要是ＮＨ３、　ＨＣ１）和滴有酸碱指示剂的水来做喷泉实验，如图　５ａｏ　①关闭图２Ａ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？判断理由：　②关闭图２Ｂ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？判断理由：　３洗气和排水量气　一　②利用一些气体和易吸收它们的溶液来做喷　泉实验，如图５ｂ。　③用没有配滴管的装置来做喷泉实验，如图　５ｃ、图５ｄ。　例４．（２００２年浙、皖、闽卷２９题）制取氨气并　图３　完成喷泉实验（图６中夹持装置均已略去）。　①、②略。③用图６ａ装置进行喷泉实验，上　部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是打　开止水夹，挤出胶头滴管中的水。该实验的原理　洗气时气体应“长进短出”（如图３ａ）；排水量　气时气体应“短进长出”（如图３ｂ）。由气体压强　原理不难看出，“长进短出”时，进的是气体，出来　的也是气体，这样可以洗涤或干燥气体。而“短进　是氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速　・４４‘　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ａｎｄ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｖｏ１．２３，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ　２００７　维普资讯 http://www.cqvip.com ￡　例５．（２０１）５年上海卷化学１９题）图８中各种　尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能　防止倒吸的是（ＢＤ）。　Ｎａ　水　卺　减小。　④如果只提供如图６ｂ　图８　的装置，请说明引发喷泉　的方法。打开止水夹，’用　６制备、性质综合实验　手（或热毛巾等）将烧瓶捂　在近几年高考综合实验题中，常含有一些巧　热，氨气受热膨胀，赶出玻　妙利用气压原理设计的实验，成为解题的关键。　璃导管内的气，氨气与水　①基　鼠　图６　接触，即发生喷泉。　Ｍ　水　例６．（２０１）７年北京理综９　题）如图９所示，集气瓶内充　５防止倒吸和安全瓶　满某混合气体，置于光亮处，　将滴管内的水挤入集气瓶后，　溶液倒吸是由于容器内的压强突然减小，大　烧杯中的水会进入集气瓶，集　图９　气压将溶液压人容器内。一般有三种情况：》　　气瓶气体是（Ｉ））。　①加热制气而又用排水法收集气体结束时，Ａ　　①ＣＯ、０２②Ｃ１２、ＣＨ４③ＮＯ２、０２④Ｎ：、Ｈ２　先停止加热，会引起倒吸，其后果是造成被加热容　Ａ．①②　Ｂ．②④　Ｃ．③④Ｄ．②③　器破裂。防止倒吸的方法是先将导管移出水面，　本题设计与安全瓶防倒吸有异曲同工之妙。　再停止加热。　将滴管内的水挤入集气瓶后，集气瓶中气体压强　②一些极易溶于水的气体（主要是ＮＨ　、ＨＣ１）　能迅速减少者，烧杯中的水就会进入集气瓶。　用水吸收时，导管直接伸人液面之下，会引起倒　例７．（２０（１７年上海卷化学１Ｏ题）用图１Ｏ中的　吸。防止倒吸的方法是在导管口倒接小漏斗或连　实验装置完成对应的实验，能达到实验目的的是　接干燥管。　（Ｄ）。　③加热制取一些有机物（如溴苯、乙酸乙酯），　若导管直接伸人液面之下，加热不稳定时，会引起　倒吸。防止倒吸的方法是使导管口接近液面而不　伸人液面之下。　。　…兽∞稀　三　　安全瓶常用于综合实验中，其作用主要有两　Ａ干燥ＣＩ　２　Ｂ吸收ＨＣＩ　Ｃ石油的蒸馏Ｄ吸收ＮＨ２　种：一种是起缓冲和防止倒吸的作用（如图７Ａ）；　图ｌＯ　另一种是起防堵指示作用（如图７Ｂ），气体由ｃ口　进ｄ口出，当ｄ口右端发生堵塞时，瓶内压强增　在高考中，不少考生由于不知道许多实验原　大，ｂ瓶中液面就会上升，起到防堵警示作用。　理实际上就是根据简单的气压原理设计的，所以　不会利用气压原理分析、解答。面对实验题，不知　所云，无从下手，有的甚至犯常识性错误。如例１　的２００１年浙、皖、闽理综２８题，检查装置的气密　性，忘记关闭止水夹，丢掉１Ｏ分。所以，我们不仅　要学会利用气压原理分析、解答实验问题，而且要　善于利用气压原理来进行检查，以免造成不应有　的失误。　（收稿日期：２００７－０４—１６）　《教学仪器与实验》第２３卷２００７年第１Ｏ期　・４５・