化学装置气密性检验考试复习试题

化学装置气密性检验考试复习试题引言在化学实验中，装置的气密性是保证实验成功和安全的关键前提之一。无论是气体的制备、收集，还是进行有气体参与的反应，严密的装置都是确保实验结果准确性、防止有害气体泄漏、避免外界空气干扰的基础。因此，熟练掌握化学装置气密性的检验方法，并能根据不同装置特点灵活运用，是每一位化学学习者必须具备的基本技能，也是各类化学考试中的重点考查内容。本复习资料旨在梳理气密性检验的核心原理、常用方法及典型题型，助力同学们系统复习，从容应对考试。一、气密性检验的基本原理与核心思路装置气密性检验的本质是通过一定手段，观察装置内外是否存在气体的流动，从而判断装置是否存在缝隙或连接不严密的地方。其核心思路是利用温度变化、体积变化或外力作用等因素，使装置内部与外界产生压强差，然后通过观察特定现象（如气泡产生、液面变化、液柱形成等）来判断装置的气密性是否良好。二、常用气密性检验方法及操作要点（一）微热法（手捂法/热毛巾法）适用范围：适用于简单的气体发生装置，如试管、烧瓶等与导管连接的单一装置或连接不复杂的装置。操作步骤与判断：1.组装仪器并形成封闭体系：将装置连接好，确保所有接口处连接紧密。通常将导管的一端浸入盛有水的烧杯（或水槽）中，形成液封。2.改变装置内气体温度（产生压强差）：用手握住试管（或烧瓶的底部），或用热毛巾捂住容器外壁。3.观察现象：*若装置气密性良好：装置内气体受热膨胀，导管口会有气泡冒出。*撤离热源（或松开手）：待装置冷却后，导管内会形成一段稳定的水柱，且水柱在一段时间内不下降。4.结论：若观察到上述现象，则气密性良好；反之，则气密性不佳，需检查并重新连接。注意事项：*若环境温度较高，手捂效果不明显时，可改用酒精灯微热（注意控制温度，防止损坏仪器或反应物）。*导管末端必须浸入水中，且整个装置除了导管口与水接触外，其他部分应是密闭的。（二）液封法（注水法）适用范围：适用于有分液漏斗、长颈漏斗等可形成液封结构的装置，或类似于启普发生器原理的装置，以及一些带有支管或特定形状的仪器。操作步骤与判断（以长颈漏斗与试管组合为例）：1.组装仪器：在试管（或锥形瓶）上连接好长颈漏斗和导管（若有），并将导管用止水夹夹紧。2.注水形成液封：通过长颈漏斗向试管中注入一定量的水，使长颈漏斗的下端管口浸没在液面以下，形成液封。3.观察现象：*若装置气密性良好：继续向长颈漏斗中加水，当漏斗颈中的液面高于试管内的液面时，停止加水。此时，长颈漏斗内的液面会稳定在某一高度，且在一段时间内不下降。*若装置气密性不佳：长颈漏斗内的液面会逐渐下降，最终与试管内液面持平。其他变体（如“U”型管液柱法）：对于一些复杂装置，可在装置的某一部位连接一个带有刻度的“U”型管，管内装入适量液体。通过微热装置或向装置内鼓入少量气体，观察“U”型管两侧液面是否产生高度差，以及高度差是否能保持稳定。（三）抽气（或吹气）法适用范围：适用于一些结构相对复杂或微热法不易观察现象的装置，也可作为辅助判断手段。操作步骤与判断（以抽气法为例）：1.组装仪器并连接辅助装置：装置连接好后，在导管的适当位置（通常是气体出口端）连接一个带有橡皮球（或注射器）的装置，并确保装置的其他出口均已封闭。2.抽气操作：轻轻挤压橡皮球（或拉动注射器活塞）进行抽气。3.观察现象：*若装置气密性良好：抽气后，松开橡皮球（或注射器活塞），装置内由于气压降低，会使与外界相通的特定部位（如插入液体中的导管口、长颈漏斗口）产生倒吸现象，如导管内形成水柱，或长颈漏斗内液面上升。*（吹气法类似）若向装置内轻轻吹气，装置内气压增大，会观察到浸入水中的导管口有气泡冒出，或特定部位液面下降形成液柱。停止吹气后，液柱能保持一段时间。三、典型试题解析例题1：基础型装置题目：某同学欲组装一套用高锰酸钾制取氧气的发生装置（试管、单孔橡皮塞、导管）。请简述如何检查该装置的气密性。答案与解析：操作步骤：1.将导管的一端浸入盛有水的烧杯中。2.用手紧握试管的外壁（或用热毛巾捂住试管）。3.观察导管口：若导管口有气泡冒出。4.松开手（或移走热毛巾），待试管冷却后，观察到导管内形成一段稳定的水柱，且水柱不下降。结论：则说明该装置的气密性良好。解析：本题考查最基本的“微热法”。通过手捂试管使内部气体受热膨胀，若气密性好，则气体从导管逸出形成气泡；冷却后，内部气压减小，大气压将水压入导管形成水柱。例题2：含分液漏斗的装置题目：如图所示为实验室制取二氧化碳的一种装置（锥形瓶、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞）。请设计一个简单的实验方案检验该装置的气密性。答案与解析：方案一（液封法结合微热法）：1.关闭分液漏斗的活塞，将导管的另一端浸入水中。2.用手捂住锥形瓶的外壁（或用热毛巾微热）。3.观察导管口：若有气泡冒出。4.松开手后，导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。方案二（液封法）：1.打开分液漏斗的活塞，向锥形瓶中加入少量水，使分液漏斗的下端管口浸没在液面以下。2.关闭分液漏斗的活塞，观察分液漏斗内的液面。3.若分液漏斗内的液面能保持稳定，不下落，则说明装置气密性良好。（或者，继续向分液漏斗中加水，若漏斗内液面与锥形瓶内液面形成高度差且能保持，则气密性良好。）解析：本题装置含有分液漏斗，关键在于如何形成有效的封闭体系。方案一利用了微热法的原理，方案二则直接利用了液封和液面差来判断，均为可行方案。例题3：综合性装置题目：现有一套由多个仪器连接而成的实验装置，用于进行某气体的制备与性质检验。在装入药品之前，如何检查整套装置的气密性？答案与解析：基本思路：对于多仪器连接的复杂装置，应先整体观察，确定可能的进气口和出气口，选择合适的部位进行操作和观察。通常的做法是：1.关闭所有可能的出口，只保留一个与大气相通的出口（通常选择最后的尾气处理或气体收集装置的导管口），并将其浸入水中。2.对装置中某个可加热的容器（如发生装置的试管或烧瓶）进行微热。3.观察浸入水中的导管口是否有气泡冒出。4.停止加热，冷却后观察导管内是否形成稳定的水柱。注意事项：*若装置中有多个活塞、旋塞或止水夹，需确保在检验时除了用于观察的出口外，其他可能漏气的部位均处于关闭状态。*若装置中含有类似于启普发生器的固液不加热型发生装置，也可采用关闭出气口，通过向分液漏斗中注水，观察液面差是否稳定的方法。*对于特别复杂的装置，有时需要分段检查气密性，以确定漏气点。解析：综合性装置的气密性检验更强调对“封闭体系”的理解和操作的条理性。核心依然是创造压强差并观察现象。四、模拟训练题（一）填空题1.检查装置气密性时，若采用“手捂法”，发现导管口有气泡冒出，但松开手后，导管内的水柱迅速下降，则说明装置的气密性_______（填“良好”或“不好”）。2.对于带有长颈漏斗的气体发生装置，在检查气密性时，首先应确保长颈漏斗的_______浸没在液面以下，形成_______。（二）选择题1.下列关于装置气密性检验的操作，正确的是（）A.为加快速度，可用酒精灯直接对准试管长时间加热来进行微热法检验。B.将导管一端浸入水中，用手握住试管，若导管口有气泡，立即判断气密性良好。C.对含有分液漏斗的装置，检查前必须先关闭分液漏斗的活塞。D.只要观察到导管口有气泡产生，就一定能说明装置气密性良好。（三）简答题1.请设计一个实验，检查如图所示装置（一个带有支管的烧瓶，支管连接导管，烧瓶口塞有双孔橡皮塞，一孔插有长颈漏斗，另一孔连接到其他仪器，假设其他仪器部分已密封好）的气密性。五、复习建议与注意事项1.理解原理是关键：不要死记硬背操作步骤，要真正理解“压强差”是如何产生以及如何通过现象体现的。2.关注装置特点：不同的装置结构特点决定了应采用何种检验方法，要学会根据装置图选择合适的检验方案。3.规范操作描述：在回答问题时，要使用准确、规范的化学实验术语，清晰描述操作步骤、观察到的现象以及得出的结论。避免口语化和模糊不清的表达。4.注意细节：如