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启普发生器的构造及原理及装置气密性检查

文章出处:亚洲游戏 人气:发表时间:2021-02-18 11:51

  启普发生器的构造及原理及装置气密性检查_高二理化生_理化生_高中教育_教育专区。启普发生器的构造和原理 第一部分:知识点讲解 知识点 1:了解启普发生器的结构及工作原理 启普发生器的构造和工作原理 如图所示, 启普发生器由三部分构成: 1.球型漏斗 2.容器部分 3.带活塞的导管

  启普发生器的构造和原理 第一部分:知识点讲解 知识点 1:了解启普发生器的结构及工作原理 启普发生器的构造和工作原理 如图所示, 启普发生器由三部分构成: 1.球型漏斗 2.容器部分 3.带活塞的导管 部分。以实验室制氢气为例,使用时,开启活塞,酸由球形漏斗流入容器至其与锌粒接 触,反应产生氢气。关闭活塞,由于氢气压强增大,酸被压回球形漏斗,与锌粒脱离接 触,反应停止。 知识点 2 :理解启普发生器气密性检验原理 启普发生器气密性检验 关闭导气管上的活塞,从球形漏斗口处加入水,当水浸没球形漏斗下端 后,继续加入水,球形漏斗内外会出现液面差,观察液面,在一段时间内不 发生变化,表明气密性良好。 知 识 点 3: 掌 握 启 普 发 生 器 简 易 装 置 的 设 计 及 原 理 第二部分教材剖析 初中课标:不做要求 高中课标:对启普发生器不做要求,但要求学生掌握由中学化学常见仪器组 成的简易装置 建议:作为实验教学衔接内容,补充启普发生器的有关知识 第三部分教案示例 启普发生器 知识目标 1. 了解启普发生器的结构及工作原理 2. 掌 握 启 普 发 生 器 简 易 装 置 的 设 计 及 原 理 能力目标 能进行启普发生器简易装置的设计 情感目标 体验实验装置的设计和评价 教学方法 讲练结合 教学过程 一 、 展 示 并 讲 解 启普发生器的结构及工作原理 如图所示,启普发生器由三部分构成:1.球型漏斗,2.容器部分,3.带活塞的导管 部分。以实验室制氢气为例,使用时,开启活塞,酸由球形漏斗流入容器至其与锌粒接 触,反应产生氢气。关闭活塞,由于氢气压强增大,酸被压回球形漏斗,与锌粒脱离接 触,反应停止。 二 学生讨论:如何检验启普发生器的气密性? 提示:启普发生器不能加热 结论:使用液封法----关 闭 导 气 管 上 的 活 塞 , 从 球 形 漏 斗 口 处 加 入 水 , 当 水浸没球形漏斗下端后,继续加入水,球形漏斗内外会出现液面差,观察液 面,在一段时间内不发生变化,表明气密性良好。 三、练习 在没有现成的 CO2 气体发生器的情况下,请你选用下图中的部分仪器,装配成一个 简易的、能随开随用、随关随停的 CO2 气体发生装置。应选用的仪器是(填入仪器的编 号)。 (2)若用上述装置制取 CO2 气体,而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、 块状大理石,比较合理的方案应选用的药品___________________。 [分析]题设要求设计能随开随用、随关随停的气体发生装置,显然与启普发生器的 原理是相同的。设计的关键在于当我们需要反应停止时,关闭导气管开关,产生的气体 能将液体压回容器中从而与固体分开,反应停止。装置如下图: 反应试剂的选择同样应遵循使用启普发生器的对药品的要求, 必须选择难溶于水的 块状固体,此处应选块状大理石,由于硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙为微溶物,它覆 盖在碳酸钙的表面将不利于反应的进一步进行,因此只能选择硝酸,由于浓硝酸的挥发 性大,因此还用水稀释。 实验时,大理石置于干燥管内(必要时底部可衬玻璃纤维等),稀硝酸放在烧杯中。 根据启普发生器的工作原理, 我们还可设计其他一些形式的启普发生器原理式反应 装置,如下两例: 典型例题 1.下列制备 H2 的装置正确的是( ) 2.以实验室制取氢气为例,设计启普发生器的简易装置 第二讲 常用的干燥剂 分液漏斗、长颈漏斗的对比 装置的气密性检验 一、常用的无机干燥剂 为了保持药品的干燥或对制得的气体进行干燥, 必须使用干燥剂。 常用的干燥剂有 三类:一类为酸性干燥剂,有浓硫酸、五氧化二磷等;第二类为碱性干燥剂,有固体烧 碱、石灰和碱石灰(氢氧化钠和氢氧化钙的混合物)等;第三类是中性干燥剂,如无水 氯化钙、无水硫酸镁等。常用干燥剂的性能和用途如下: 1、浓 H2SO4:具有强烈的吸水性,常用来除去不与 H2SO4 反应的气体中的水分。例 如常作为 H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2 等气体的干燥剂。 2、无水氯化钙:因其价廉、干燥能力强而被广泛应用。干燥速度快,能再生,脱 水温度 473K。一般用以填充干燥器和干燥塔,干燥药品和多种气体。不能用来干燥氨、 酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。 3、无水硫酸镁:有很强的干燥能力,吸水后生成 MgSO4·7H2O。吸水作用迅速,效 率高,价廉,为一良好干燥剂。常用来干燥有机试剂。 4、固体氢氧化钠和碱石灰:吸水快、效率高、价格便宜,是极佳的干燥剂,但不 能用以干燥酸性物质。常用来干燥氢气、氧气、氨和甲烷等气体。 5、变色硅胶:常用来保持仪器、天平的干燥。吸水后变红。失效的硅胶可以经烘 干再生后继续使用。可干燥胺、NH3、 O2、 N2 等 常见气体的干燥与被干燥的气体:见下表。 液态干燥剂 固态干燥剂 装置 常见干燥剂 浓硫酸 无水氯化钙 碱石灰 H2、O2、CH4、NH3 等 可干燥的气 H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、H2、 O2、 Cl2、 SO2、 CO、 体 CH4、N2 等 CO2、CH4、HCl 等 不可干燥的 气体 NH3、H2S、C2H4、HBr、HI 等 NH3 等 Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO2 等 二、分液漏斗和长颈漏斗的对比 分液漏斗:包括斗体,盖在斗体上口的斗盖。斗体的下口安装一三通 结构的活塞,活塞的两通分别与两下管连接。 使用: 分液漏斗的颈部有一个活塞,这是它区别于普通漏斗及长颈漏斗 的重要原因,因为普通漏斗和长颈漏斗的颈部没有活塞,它不能灵活控 制液体。当分液漏斗中的液体向下流时,活塞可控制液体的流量,若要 终止反应,就要将活塞紧紧关闭,因此,可立即停止滴加液体。 长颈漏斗: 用途:长颈形状的漏斗,用来添加液体到会产生气体的容器中。 使用:长颈漏斗用于向反应容 器内注入液体,若用来制取气体, 则长颈漏斗的下端管口要插入液面 以下,形成“液封”,(防止气体 从长颈斗中逸出) 二者的区别: 分液漏斗主要用于分离两种 互不相溶且密度不同的液体,也可用于向反应容器中滴加液体,可控制液体的用量 长颈漏斗下端没有活塞,分液漏斗有。 三、各种装置的气密性检查方法归纳 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,使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。 3、实例 【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,用手掌或热毛巾捂容积大的部位,看水中 的管口是否有气泡逸出, 过一会儿移开捂的手掌或毛巾,观察浸入水中的导管末端有 无水上升形成水柱。若捂时有气泡产生,移开捂的手掌或毛巾,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,用酒精灯微热圆底烧瓶, 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】请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。 【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。 【例 8】如何检查下面装置的气密性? 分析: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,表明 这部分装置的气密性良好。

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