集氣瓶的一般應(yīng)用

肖清學(xué)??

集氣瓶是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的一組儀器，它由集氣瓶、雙孔橡皮塞、兩根直角玻璃導(dǎo)管組成.集氣瓶的用途廣泛，應(yīng)用時(shí)所涉及的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)比較多，同時(shí)也是各種考試的熱門(mén)考點(diǎn)之一.

有關(guān)集氣瓶在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，一般可歸納為以下幾個(gè)方面.

一、氣體的收集或儲(chǔ)存的應(yīng)用

集氣瓶用來(lái)收集并儲(chǔ)存氣體時(shí)，進(jìn)氣管的選擇要依據(jù)被收集的氣體的性質(zhì)和集氣瓶中的物質(zhì)來(lái)決定.

1.利用集氣瓶排空氣收集氣體

將集氣瓶中的空氣排出收集密度比空氣大的氧氣、二氧化碳等氣體時(shí)，被收集的氣體從長(zhǎng)管（伸入集氣瓶?jī)?nèi)較長(zhǎng)，接近集氣瓶底部的導(dǎo)氣管）導(dǎo)入，集氣瓶?jī)?nèi)空氣只能從短管（伸入集氣瓶?jī)?nèi)較短剛剛露出橡皮塞少許的導(dǎo)氣管）內(nèi)排出，即“長(zhǎng)進(jìn)短出” .當(dāng)用集氣瓶排空氣收集密度比空氣小的氣體時(shí)，如氫氣、甲烷、一氧化碳等，被收集的氣體只能從短管進(jìn)入，瓶?jī)?nèi)的空氣從長(zhǎng)管排出，即“短進(jìn)長(zhǎng)出”.

例如，在實(shí)驗(yàn)室里，常用加熱固體氯化銨和固體氫氧化鈣兩種物質(zhì)的混合物的方法來(lái)制取氨氣；加熱分解高錳酸鉀的方法制取氧氣.已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氨氣的密度為0.77g/L，氧氣的密度為1.29g/L，空氣的密度為1.293g/L，且在常溫常壓下1體積的水能溶解約700體積的氨氣.若用集氣瓶分別收集上面兩種氣體時(shí)，氣體分別從哪端進(jìn)入？答案：氧氣由長(zhǎng)管進(jìn)入，氨氣由短管進(jìn)入.

2.利用集氣瓶排水收集氣體

條件是：該氣體不宜溶于水或難溶與水，不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng).原理是：被收集的氣體在集氣瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生大于瓶外的大氣壓，將集氣瓶?jī)?nèi)的水從長(zhǎng)管壓出而將氣體收集.方法是：集氣瓶?jī)?nèi)預(yù)先裝滿水.被收集的氣體是從b管進(jìn)入，使水從a管流出.即“短進(jìn)長(zhǎng)出”.

例如，在實(shí)驗(yàn)室里，不能用集氣瓶收集氨氣、二氧化碳等氣體，但能收集氫氣和氧氣.

二、用集氣瓶收集氣體時(shí)的驗(yàn)滿問(wèn)題

用排空氣法收集氧氣驗(yàn)滿時(shí)，可將帶火星的木條放在出氣管口，觀察帶火星的木條是否復(fù)燃，若帶火星的木條復(fù)燃，表明氧氣已收集滿，反之則未滿.用控空氣法收集二氧化碳?xì)怏w驗(yàn)滿時(shí)，應(yīng)將出氣管插入盛有澄清石灰水的燒杯中，觀察排出的氣體，如果能使澄清的石灰水迅速變渾濁，表示二氧化碳?xì)怏w已收集滿，反之則未收集滿.用排空氣法收集氫氣時(shí)，不能用在導(dǎo)管口直接點(diǎn)燃?xì)錃獾姆椒▉?lái)驗(yàn)滿，而應(yīng)用排水集氣法在出氣管口收集一試管該氣體，然后用爆鳴法檢驗(yàn)試管中的氣體，若產(chǎn)生爆鳴聲音很小，則表明試管中收集的氫氣純凈，同時(shí)也表明集氣瓶中的氫氣已收集滿.

用排水法利用集氣瓶收集氣體時(shí)，只要觀察到集氣瓶中的水已排空，則表明氣體已收集滿.

三、取用貯存在集氣瓶中氣體的方法

將貯存在集氣瓶中不與水反應(yīng)且不易溶于水的氣體從集氣瓶中導(dǎo)出時(shí)，可將水從長(zhǎng)管中流入，將氣體從短管中壓出.若集氣瓶中的氣體溶于水，且與水發(fā)生反應(yīng)，從長(zhǎng)管中流入的應(yīng)是不溶解該氣體、不與該氣體發(fā)生反應(yīng)、不揮發(fā)的液體.

四、利用集氣瓶除去氣體中雜質(zhì)

利用集氣瓶除去氣體中某些雜質(zhì)的原理是：含某種雜質(zhì)的氣體通過(guò)集氣瓶中的試劑時(shí)，該氣體不與試劑發(fā)生反應(yīng)，只有其中的雜質(zhì)能與試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或者直接被吸收，從而達(dá)到凈化氣體的目的.

例如，在實(shí)驗(yàn)室里，我們用分解過(guò)氧化氫溶液制得干燥的氧氣，可將氣體發(fā)生裝置導(dǎo)氣管與盛有濃硫酸集氣瓶的長(zhǎng)管連接，再將集氣瓶短管與集氣瓶連接.這樣混合氣體通過(guò)濃硫酸時(shí)，其含有的少量水蒸氣被濃硫酸吸收，收集到的氣體就是干燥的氧氣.

五、利用集氣瓶測(cè)定氣體體積

將集氣瓶裝滿水，再與量筒通過(guò)導(dǎo)管連接就可以測(cè)定不溶于水且不與水反應(yīng)的氣體體積.原理是：從集氣瓶排出水的體積約等于收集到集氣瓶中氣體的體積.

六、檢測(cè)是否有氣體通過(guò)以及氣體的流動(dòng)速度

在醫(yī)院里給病人輸氧氣時(shí)，利用類(lèi)似集氣瓶的裝置，就是為了觀察是否有氧氣輸出，氧氣輸出的速度快慢，同時(shí)又能給氧氣加濕，適于病人呼吸的需要.

七、集氣瓶作為“安全瓶”，防止發(fā)生爆炸

例如，甲烷、氫氣、一氧化碳等可燃性氣體中若混有一定比例的空氣或氧氣，遇明火時(shí)可能會(huì)發(fā)生爆炸，造成一定的危害.為防止此事故的發(fā)生，可在儲(chǔ)氣或產(chǎn)氣裝置與要點(diǎn)火的尖嘴導(dǎo)管之間加裝一個(gè)盛有較多水的集氣瓶.當(dāng)點(diǎn)燃不純氣體引起爆炸時(shí)，通過(guò)集氣瓶中的水可以切斷氣源，防止所有裝置被牽連而爆炸，使事故降低到最低點(diǎn).

總之，集氣瓶可以“一器多用”，與之相關(guān)的應(yīng)用還有很多.在使用集氣瓶時(shí)，一定要注意氣體的流向，不能長(zhǎng)時(shí)間盛放堿性液體洗滌劑，用過(guò)后要用及時(shí)清洗潔.