妙用集氣瓶

撖麗

集氣瓶是初中化學實驗常用的儀器之一，其本身稍作改動后，可以發(fā)揮多種用途，既增強了實驗的趣味性和思考性，又提高了實驗學習效率.

一、中考真題分析

依據(jù)2011年寧夏中考化學學科考試說明，試卷結(jié)構(gòu)在第19題設置“氣體制備”的題目，以O2、CO2、H2為主的三大氣體制備，從氣體制取的反應原理、所采用的裝置，到驗證所得的氣體，從而歸納氣體制取的一般思路.這類試題，能夠體現(xiàn)化學學科的特點，也能夠全面考查學生對三大氣體制備知識的掌握情況，還能夠考查學生的視圖、遷移、綜合應用知識的能力.

現(xiàn)以2011年寧夏中考化學試題中的第19題為例：比較和歸納是學習化學的常用方法.某學習小組的同學在如圖1的實驗裝置的基礎上對二氧化碳的制取進行研究.

（1）確定氣體發(fā)生裝置，應該考慮的因素是和.

（2）甲同學用大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳氣體，化學方程式是：.要得到一瓶干燥的二氧化碳氣體，所選裝置的連接順序是（填字母），可選用作干燥劑.

（3）加熱固體碳酸氫鈉或固體碳酸氫銨都能產(chǎn)生二氧化碳氣體，化學反應方程式分別是：2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑；NH4HCO3△NH3↑+H2O+CO2↑.乙同學選擇加熱碳酸氫鈉的反應制取二氧化碳，則發(fā)生裝置應選用（填字母）.他不選擇加熱碳酸氫銨制取二氧化碳的理由是.

在上述題目中，其中氣體制備裝置分為四大部分：發(fā)生裝置、凈化（干燥）裝置、收集裝置、尾氣處理裝置.凈化和收集裝置都用到了集氣瓶，集氣瓶是初中化學實驗常用的儀器之一，其本身稍作改動后便可發(fā)揮多種用途.

二、集氣瓶的用途

集氣瓶是初中化學實驗室里常用的一種收集或貯存氣體的重要儀器，常配有磨砂玻片，集氣瓶口也進行了磨砂處理，增強氣密性，有別于廣口瓶.集氣瓶的規(guī)格以容積大小表示，常用為30mL、60mL、125mL、250mL.該儀器本身或稍作改變后，就有如下多種用途.

1.反應容器

（1）該儀器可以作為反應容器（如圖2）.在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份，用彈簧夾夾緊膠皮管.點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入集氣瓶中并把塞子塞緊.待紅磷熄滅后，打開彈簧夾，觀察到水倒流占集氣瓶體積的15，說明氧氣占空氣體積的15.

（2）將集氣瓶中塞入雙孔膠塞，兩孔中放入一長一短兩個導氣管，就可以改為（如圖3）裝置，分別從A、B兩處通入氣體，會觀察到有趣的實驗現(xiàn)象.如從A處通入NH3，從B處通入HCl，可以觀察到集氣瓶內(nèi)有大量的白煙產(chǎn)生.

（3）將集氣瓶中塞入雙孔膠塞，一孔插入長頸漏斗（也可以是分液漏斗），另一孔插入導氣管，打開橡皮塞裝入固體，液體從長頸漏斗（也可以是分液漏斗）流入，便可以成為固、液常溫型制取氧氣、二氧化碳、氫氣等氣體的制取裝置.

2.儲氣瓶

采用上述（如圖3）裝置，既可以用于收集密度比空氣小的氣體，也可以用于收集密度比空氣大的氣體，還可以用于排水法收集氣體.當實驗室收集密度比空氣大的氣體時（如O2、CO2等），則氣體從長管（A端）進入，因為密度大的氣體首先進入容器的底部，從而將容器內(nèi)的空氣擠出；當實驗室收集比空氣密度小的氣體時（如H2、CH4等），氣體從短管（B端）進入，因為密度小的氣體首先進入容器的上部，從而將容器內(nèi)的空氣壓出.當然，如果氣體有毒，則必須在出氣管后面連接一個尾氣接收裝置，以防毒氣污染空氣.如果采用排水法收集氣體（該氣體要難溶且不與水反應），應該先將集氣瓶盛滿水，然后將氣體由B端進，水由A端排出，即成為儲氣瓶.

3.洗氣瓶

在如圖3的裝置內(nèi)盛放約13體積的液體試劑，可以用于氣體的干燥、凈化或性質(zhì)實驗.所選的試劑，應該只能吸收雜質(zhì)氣體，不能吸收待凈化的氣體.同時，氣體流進的方向遵循“長進短出”（即圖3中A進B出）的原則.比如，在實驗室除去H2、CO2等氣體中混有的少量水蒸氣，可以在裝置中盛放濃硫酸，然后將混合氣體通過即可；除去H2中混有的少量HCl、CO2等氣體，可以在裝置內(nèi)盛放氫氧化鈉溶液，然后將混合氣體通過即可；除去CO2中混有的少量HCl氣體，可以在裝置中盛放飽和的NaHCO3溶液，然后將混合氣體通過即可.

4.驗氣瓶

在如圖3所示的裝置內(nèi)裝有檢驗某氣體所需試劑，通過實驗現(xiàn)象來證明，就可以作為驗氣瓶.氣體流向是長進短出或深入淺出，即A進B出.比如，檢驗H2中是否混有HCl，應該通過AgNO3溶液，觀察有無白色沉淀生成.又如，檢驗CO中是否混有CO2，應該通過Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液，觀察有無白色沉淀生成.

5.量氣瓶

將圖3中的儀器內(nèi)裝滿液體（該氣體難溶且不與水反應），再連接一個量筒，就可以用來定量收集、量取氣體.比如，在測定收集氧氣的體積時，當氣體從短管進入集氣瓶時，便把液體（水）從長管壓入量筒中，因此進入集氣瓶中氣體的體積就等于排入量筒中液體的體積.

6.安全瓶

當用加熱法制取氣體，并且用排水法收集氣體或?qū)怏w通過洗氣瓶時，常在氣體發(fā)生裝置后或集氣瓶內(nèi)前安插一個安全瓶，以防止液體倒吸入氣體發(fā)生裝置中.安全瓶內(nèi)進、出導氣管均較短，一旦因操作不當而發(fā)生倒吸，液體也不會倒吸入氣體發(fā)生裝置內(nèi)而發(fā)生意外事故.