小专题突破1 气体体积的测定及防倒吸装置的创新应用
——科学探究与创新意识、科学态度
[专题精讲]
1.气体体积的测定
气体体积的测定既可直接测量收集的气体体积,也可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等)。
(1)直接测量法
如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。
测量前,A装置可先通过调节左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。
C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中,另一反应物置于水槽中,二者反应产生的气体可以直接测量。
D装置:用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加的液体的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
解答该量气装置读数时的答题模板(热点简答题): ①将×××恢复至室温。
②调节×××与×××两端液面相平。 ③视线与×××在同一水平线上。
E装置:直接测量固液反应产生气体的体积,注意应恢复至室温后,读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积的测量)。
(2)间接测量法
如图F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。 2.防倒吸装置的创新应用 (1)创新装置(以用水吸收氨为例)
(2)防倒吸原理
①肚容式(上图中的发散源及Ⅰ和Ⅱ)
由于上部有容积较大的空间,当水进入该部分时,烧杯(或试管)中液面显著下降而低于漏斗口(或导管口),由于重力作用,液体又流回到烧杯(或试管)中。
②接收式(上图中的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)
使用较大容积的容器将可能倒吸来的液体接收,防止进入前端装置(如气体收集装置等)。它与肚容式的主要区别是液体不再流回到原容器。
③隔离式(上图中的Ⅵ、Ⅶ)
导管末端与液体吸收剂呈隔离状态,导管内压强不会减小,能起到防倒吸作用。
[专题精练]
1.(2020·淄博高三检测)广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”,是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用作防倒吸的安全瓶的是 ( )
解析:选B。A项装置可测量气体体积;B项装置可用作防倒吸的安全瓶;C项装置既可混合气体,又能控制气体比例,还能干燥气体;D项装置为洗气瓶。
2.(双选)(2020·聊城高三模拟)下列关于各实验的叙述中正确的是
( )
A.①澄清石灰水变浑浊,证明蔗糖与浓硫酸反应生成了CO2 B.②可用于H2、NH3、CO2、Cl2、NO、NO2等气体的收集 C.③当X选用CCl4时可进行NH3或HCl的吸收,并防止倒吸 D.④可用于NH3的干燥、收集并吸收多余的NH3
解析:选CD。浓硫酸滴入蔗糖中,蔗糖脱水炭化,产生的气体使品红溶液褪色可确定所产生的气体中含有SO2,但品红溶液不能除去SO2,SO2进入澄清石灰水中也可使澄清石灰水变浑浊,故不能证明有CO2生成,A项错误;a管进气,可收集H2、NH3,b管进气可收集CO2、Cl2、NO2,但NO易被空气中的O2氧化为NO2,不能用排空气法收集,B项错误;CCl4的密度比水的大,且与水不互溶,CCl4与水混合静置后CCl4在下层,能起到防倒吸的作用,C项正确;NH3是碱性气体,可用碱石灰干燥,其密度小于空气,用向下排空气法收集时短管进气,多余的NH3可用水吸收,倒扣的漏斗恰好与水面相平,能起到防倒吸的作用,D项正确。
3.某学习小组欲测定金属镁的相对原子质量。请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次,气体的体积已换算为标准状况下的体积)。
完成下列各题:
(1)各种仪器连接的先后顺序应是(用小写字母表示)________接________、________接________、________接________、________接________。(气流从左到右)
(2)连接好仪器后,要进行的操作有以下几步,其先后顺序是________________________(填序号)。
①待试管B中的温度恢复至室温时,测得量筒C中水的体积为Va mL;
②擦掉镁条表面的氧化膜,将其置于天平上称量,称得质量为m g,并将其投入试管B中的带孔隔板上;