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装置气密性检查是中学化学实验中一项基本实验操作,也是决定许多综合性实验能否顺利实施的关键环节。那么,在装置气密性检查问题上究竟有无规律可寻,有无较好的解题方法和思路呢?下面笔者谈谈自己的看法。
一、装置气密性检查的原理和方法
1.装置气密性检查的原理
装置气密性检查的实质就是看装置中被封闭的气体在内、外出现压强差时,是否会逸出或外部空气是否能进入装置。因此,装置气密性检查,关键是将装置密封,然后是制造压强差,以产生实验现象,从而判断装置的气密性是否良好。
2.装置气密性检查的方法
由原理看来,装置气密性检查操作的关键就在于两个方面:其一是“密封”,就是在检查装置气密性之前,先寻找装置中与大气相通之处,然后将其密封掉;其二是制造压强差,主要是根据装置的具体情况,选择合适的方法,以形成液面差或其他实验现象,从而判断装置的气密性是否良好。
一般“封”的方法主要是“关闭活塞”、“夹子封”和“液封”等。而制造压强差常用的方法是:(1)产生热源,利用气体的热胀冷缩来形成压强差,如:用手捂或加热等;(2)缩小气体体积法,如:注液法、挤压法。所以,在解装置气密性检查的试题时,关键要从“密封”和“制造压强差”两个方面去选择方法。
二、装置气密性检查的答题表述
1.装置气密性检查试题得分率较低的原因
装置气密性检查试题得分率低的主要原因是:(1)方法不是最简单的。在化学实验设计与评价中,要求方法和操作要简便易行。例如:2001年全国高考的理科综合试卷中关于简易装置气密性检查的问题,采用先密封、再用注液法是最简单的方法。不少学生用手或热毛巾捂,甚至去加热,有的学生连密封也忘记了。(2)复杂装置无从入手,例如:文中的例1,装置比较复杂,要密封的地方很多。学生对怎样密封不清楚,搞不清楚是选择注液法还是加热法。(3)表述啰嗦,没有突出要点或在表述中丢三落四。
2.装置气密性检查的试题表述方法
综上所述,装置气密性检查的试题表述,主要应从三个方面来进行:(1)与大气相通之处,密封掉;(2)制造压强差;(3)现象和结论。下面就如何表述举例说明:
例1:简要阐述如何检验下面一套装置的气密性
问题分析:先要将装置“密封”,而装置中有b、f、g三处与大气相通。g处可关闭活塞;b处可加水封闭导管;f处有两种封法,即连接一段橡皮管,用夹子封闭或连接一段橡皮管及玻璃导管,用水封闭,然后是制造压强差;g处用注液法(f处用夹子封闭),但装置大,效果不好,一般不用;a处可加热(f处连接一段橡皮管及玻璃导管用水封闭)。加热时,如果导管口有气泡,就停止加热;如果导管口有水柱,说明装置气密性良好。
例2:简要阐述如何检验下面一套装置的气密性
问题分析:“封”a,即将a处活塞关闭;制造压强差:将针筒活塞b向外轻拉,松开后,观察活塞能否回到原处。
教师在讲解具体化学问题的时候,要把原本隐藏在心中的思考过程表现出来,并加以剖析,还要对不同情境下可以运用的学习策略作清晰的示范。这样,学生才能真正地学会这一知识点。长此以往,学生就能达到会学的目的,教师也能够真正达到教的目的了。
一、装置气密性检查的原理和方法
1.装置气密性检查的原理
装置气密性检查的实质就是看装置中被封闭的气体在内、外出现压强差时,是否会逸出或外部空气是否能进入装置。因此,装置气密性检查,关键是将装置密封,然后是制造压强差,以产生实验现象,从而判断装置的气密性是否良好。
2.装置气密性检查的方法
由原理看来,装置气密性检查操作的关键就在于两个方面:其一是“密封”,就是在检查装置气密性之前,先寻找装置中与大气相通之处,然后将其密封掉;其二是制造压强差,主要是根据装置的具体情况,选择合适的方法,以形成液面差或其他实验现象,从而判断装置的气密性是否良好。
一般“封”的方法主要是“关闭活塞”、“夹子封”和“液封”等。而制造压强差常用的方法是:(1)产生热源,利用气体的热胀冷缩来形成压强差,如:用手捂或加热等;(2)缩小气体体积法,如:注液法、挤压法。所以,在解装置气密性检查的试题时,关键要从“密封”和“制造压强差”两个方面去选择方法。
二、装置气密性检查的答题表述
1.装置气密性检查试题得分率较低的原因
装置气密性检查试题得分率低的主要原因是:(1)方法不是最简单的。在化学实验设计与评价中,要求方法和操作要简便易行。例如:2001年全国高考的理科综合试卷中关于简易装置气密性检查的问题,采用先密封、再用注液法是最简单的方法。不少学生用手或热毛巾捂,甚至去加热,有的学生连密封也忘记了。(2)复杂装置无从入手,例如:文中的例1,装置比较复杂,要密封的地方很多。学生对怎样密封不清楚,搞不清楚是选择注液法还是加热法。(3)表述啰嗦,没有突出要点或在表述中丢三落四。
2.装置气密性检查的试题表述方法
综上所述,装置气密性检查的试题表述,主要应从三个方面来进行:(1)与大气相通之处,密封掉;(2)制造压强差;(3)现象和结论。下面就如何表述举例说明:
例1:简要阐述如何检验下面一套装置的气密性
问题分析:先要将装置“密封”,而装置中有b、f、g三处与大气相通。g处可关闭活塞;b处可加水封闭导管;f处有两种封法,即连接一段橡皮管,用夹子封闭或连接一段橡皮管及玻璃导管,用水封闭,然后是制造压强差;g处用注液法(f处用夹子封闭),但装置大,效果不好,一般不用;a处可加热(f处连接一段橡皮管及玻璃导管用水封闭)。加热时,如果导管口有气泡,就停止加热;如果导管口有水柱,说明装置气密性良好。
例2:简要阐述如何检验下面一套装置的气密性
问题分析:“封”a,即将a处活塞关闭;制造压强差:将针筒活塞b向外轻拉,松开后,观察活塞能否回到原处。
教师在讲解具体化学问题的时候,要把原本隐藏在心中的思考过程表现出来,并加以剖析,还要对不同情境下可以运用的学习策略作清晰的示范。这样,学生才能真正地学会这一知识点。长此以往,学生就能达到会学的目的,教师也能够真正达到教的目的了。