高考化学实验中气密性检查的分析

      从高中化学教学要求和高考要求来看，化学实验已成为培养学生创新精神和实践能力的重要载体，是培养学生“情感、态度、价值观”的重要手段。实验在高考命题中的比重也在逐年加大，纵观近几年高考化学试题，实验题中的“能力立意”体现得尤为明显，用正确的化学实验基本操作来完成规定的“学生实验”的能力是高考对考生实验能力考查的主要项目之一。化学实验试题中考查基本知识、基本技能仍是高考命题的主要题型。中学化学中有很多实验是有关气体的实验，装置气密性良好是保证实验成功的关键，所以有关装置的气密性检查是近几年高考实验题中常见的一个考点，如2001年全国高考化学卷的第20题； 2001年全国高考理科综合（浙江卷）的第28题； 2002年广东、河南、广西高考化学卷的第17题； 2004年全国高考新老课程理科综合卷第28题； 2005年全国高考江苏卷第19题第2小题第三问等都涉及到这个问题。随着高考对实验能力要求的提高，装置的气密性检查将会越来越多地出现在各地的高考化学试卷中。

      虽然检查气密性所采取的方法不尽相同，但总的来说，其操作原理还是一致的：首先，在组装好的待检装置中创设一个相对密封的环境，然后，通过一定的操作改变密封环境的压强，若其压强没有自行恢复到原状态的趋势，则证明该装置的气密性良好。应该注意的是在实验操作中药品的添加是在装置的气密性检查之后，虽然有些实验题在已有的装置图中标有药品，但在气密性检查时通常应看作是无药品的，答题时需要通过叙述必要的操作步骤（如加水）把装置密封起来。

      根据上述原理，装置气密性检查的操作一般有两种基本方法：

      ①加热法：封住装置的其他出口，把一个出口用导管连接通入水中，然后微热装置中的某一仪器，若水中有气泡产生，冷却后，通入水中的导管能形成水柱，则说明装置的气密性良好。如对于图1装置可采用加热法检查其气密性。

      ②液封法：通常用于有加液仪器（如漏斗）的实验装置的气密性检查，封住装置的其他出口，然后从漏斗注入一定量的水后，水面能停留在某一位置，使漏斗中的水面与容器中的水面高度有一定的液面差，静置片刻，液面差保持不变，说明装置的气密性良好。如对于图2装置及相关的启普发生器则通常可以采用液封法检查其气密性；而对于装置图3除了可以用加热法检查外，也可采用液封法，即封住导管出口，然后打开分液漏斗活塞使液体流下，若注入一定量液体后，漏斗中的液体无法继续滴下，则说明该装置的气密性良好。

      

      对于一些基本的实验装置，我们通常可以通过上述两种方法来解决装置的气密性检查问题，但实验题并不是一成不变的，因此，我们在解决问题时除了用常见的方法外，有时应结合气密性检查原理、根据装置的具体情况选择可行的方法，下面举几例说明。

      例1 有下列实验装置（图4）实验前需检验装置的气密性。如何检查该装置的气密性？

      

      图4

      这是一套多种仪器组合而成的装置，需要从多个方面进行考虑，但只要把握气密性检查的基本原理应该也不难解答：在试管A和试管E中分别加入少量水，使水面刚刚没过试管A的漏斗颈的下端和试管E中的导管口，打开活塞a，在烧瓶 B（或玻璃管D）的底部加热，若A中漏斗颈内水面上升，且E中导管口有气泡逸出，说明装置不漏气（若关闭活塞a，用同样的方法分别在烧瓶B底部和玻璃管D下部加热，分别检查活塞前后两部分是否漏气也可）。

      例2 图5是一量气装置，图中A是反应装置，量气管B是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，甲管有刻度，甲、乙可固定在铁架台上，加一定量的液体就可供量气用，乙管可上下移动，以调节液面高低。实验前应如何检查装置的气密性？

      

      图5

      虽然装置图不能用导管引出用加热法检查，也没有漏斗之类的仪器，但乙管可用作加液，因此有两种方法可以检查其气密性：①固定A、甲、乙三管，将A、甲两管橡皮塞塞紧，在乙管注入适量水使乙管液面高于甲管液面，静置片刻，水面高度差保持不变，说明装置气密性良好。②固定A、甲、乙三管，在乙管内注入适量水，将A、甲两管橡皮塞塞紧，上（或下）移动乙管至某一位置固定，使甲、乙两管内水面不相平，静置片刻、水面高度差保持不变，表明装置气密性良好。

      例3 是大气污染物之一，为粗略地测定周围环境中的含量，某学生课外活动小组设计了如图6所示的实验装置，如何检查该装置的气密性？