中考盲點

現行的教材中對利用啟普發生器裝置制備氣體已降低難度或不做要求，但利用啟普發生器原理來制備氣體的實驗卻在每年中考中都會出現。由于同學們沒有接觸過啟普發生器，或即使接觸過也不理解其原理，因而對該類考題根本無法入手，據此，本文將啟普發生器的結構、原理、使用條件結合近幾年的中考化學試題舉例分析如下，望對同學們有所裨益。

一、正確認識啟普發生器

1.啟普發生器的結構：如圖所示，啟普發生器由球形漏斗、葫蘆狀容器、導氣管3部分組成。

2.啟普發生器的使用條件：塊狀固體與液體反應、反應不需要加熱、生成的氣體難溶于水（或不易溶于水）。

3.啟普發生器的工作原理：打開活塞，球形漏斗中的液體與葫蘆狀容器內的固體接觸，反應開始，若收集到所需氣體后，關閉活塞，氣體將液體壓回球形漏斗，固體與液體分離，反應停止。

4.使用啟普發生器制備氣體的優點：能根據需要控制反應的進行，使反應隨時發生或停止。

二、考題例析

例1在沒有現成的CO2氣體發生器的情況下，請你選用圖1中的部分儀器，組裝成一個簡易并且能隨用、隨停的CO2氣體發生裝置。

（1）應選用的儀器是_________（填入儀器的編號）。

（2）若用上述裝置制取CO2氣體，而實驗室只有稀硫酸、濃硝酸、水、塊狀純堿、塊狀石灰石，采取比較合理的方案，應選用的藥品是________。

解析：本題要求組裝的裝置要具有隨用、隨停的特點，與啟普發生器制備氣體的優點相同，因此可根據啟普發生器的工作原理決定組裝的裝置：把固體反應物放入裝置e中，塞上帶導管的橡膠塞（裝置c）；將該裝置固定于鐵架臺上，下面放上液體反應物，組裝的裝置如圖2所示；對于實驗用品來說，同學們都知道制取CO2需要大理石和稀鹽酸，不能用大理石和稀硫酸，但因題中沒有稀鹽酸，所以容易錯選稀硫酸和塊狀純堿。純堿雖是塊狀，但它能溶于水，所以不適宜在此容器中反應，稀硝酸可與石灰石反應制CO2，題中雖沒有稀硝酸，但可將濃硝酸稀釋成稀硝酸。

例2 如圖3所示的9種儀器中，B是底部有小孔的式管，F是大小合適的有孔塑料板，E是橡皮塞（多個供選用）。另外，備用的橡皮塞的打孔器、各種導氣管和玻璃纖維未畫出，也可隨意選用。

試從上述提供的實驗用品中，選擇適合者，根據啟普發生器的工作原理，組裝成能隨時控制反應的發生和停止的簡易的二氧化碳發生器（不要求收集），試畫出你設計的幾種裝置的示意圖（鐵架臺可以不畫出）。

解析：本題要求同學們能根據啟普發生器的工作原理，設計能隨時控制反應的發生和停止的簡易的二氧化碳發生裝置，是對實驗設計能力、創新精神的考查，同時也是對思維的靈活性、廣闊性的考查。理解化學實驗的原理，掌握常用的化學實驗技能，是正確解答該類實驗題的基礎。

答案：

（其他答案合理也可）

例3 實驗室通常用鋅和稀硫酸反應制取氫氣。

（1）反應的化學方程式為__________________。

（2）圖4是小明用廢舊物品設計的一個制取氫氣的發生裝置。

該裝置的優點是：__________________

①利用廢舊物品代替化學儀器既能達到實驗目的，又能解決實驗儀器缺少的問題；

②裝置中的眼藥瓶可隨銅絲上下移動，因此在制取氫氣的過程中具有__________________的優點。

解析：用鋅和稀硫酸反應制取氫氣的原理是：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，小明使用廢舊物品代替化學儀器設計實驗，既便于取材又解決了實驗儀器的短缺問題；裝置中帶孔的眼藥瓶內應盛有鋅粒，點滴瓶中盛有稀硫酸，銅絲上下移動，使鋅粒與稀硫酸隨時接觸或分開，從而控制反應的進行。

答案：（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；（2）可根據需要使反應隨時發生、隨時停止。

例4圖5所示的是實驗室制備氫氣的裝置圖。該裝置的特點是：打開彈簧夾，鋅粒和稀硫酸接觸，發生反應。關閉彈簧夾后，硫酸被反應產生的氫氣壓回長頸漏斗，與鋅粒分離，反應停止。用該裝置制備氫氣，可取得節約藥品和取用方便的效果。

下面A、B、C、D四套裝置中，哪些可以產生與上圖裝置相同的效果？

解析：圖5是一個符合啟普發生器原理的簡易裝置，其優點是可以隨時使反應發生，隨時使反應停止。A裝置中，當關閉彈簧夾時，錐形瓶內壓強大于大氣壓強，可將酸液壓回長頸漏斗，但長頸漏斗末端沒有完全接觸錐形瓶底，不能使Zn與稀H2SO4完全脫離接觸，故反應不能完全停止；B裝置可將破損的試管上移或下移，使稀硫酸與鋅粒接觸或分離，便于控制反應的發生或停止；C裝置關閉彈簧夾，試管內氣體壓強只能將酸液向下壓，并不能使Zn粒與酸液脫離接觸，最終可能是氣體將橡皮塞沖開；控制D裝置橡膠管處的彈簧夾，也能使反應隨時發生或停止。

答案：B 、 D 。

例5圖6所示的是一個二氧化碳發生裝置，對其優缺點的評價，錯誤的是（ ）。

A.所用材料均為家庭廢品，有較好的資源利用意識

B.使用堿石灰（主要成分NaOH和生石灰）有利于得到干燥的二氧化碳氣體

C.將石灰石放入銅絲網，不用時可使反應停止，體現便利使用的設計思想

D.利用拉動銅絲的設計，要注意保證氣密性良好，方能使實驗成功

解析：本題主要考查二氧化碳的制備、干燥、廢舊材料的應用等知識。該裝置利用廢棄物進行實驗并且能使實驗隨時發生或停止，體現了較好的資源意識和便利使用的設計思想，當然，制備氣體的前提是確保裝置的氣密性良好，但堿石灰中的NaOH和生石灰均能與CO2氣體反應，所以不能用堿石灰來干燥二氧化碳氣體。

答案：B。

例6圖7所示裝置可用于實驗室制取某些氣體，并能隨開隨用，隨關隨停，下表中所選用的藥品及制取的氣體完全正確的一組是（）。

解析：利用該裝置制備氣體的要求是“隨開隨用、隨關隨停”，其原理與啟普發生器相同。制備氫氣和二氧化碳均適宜用啟普發生器，但制備氫氣一般用鋅粒和稀硫酸，不能用濃硫酸；制備二氧化碳一般用大理石和稀鹽酸，稀硫酸與大理石反應生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在大理石的表面，阻止反應的進行；碳酸鈉與稀硫酸反應盡管也產生二氧化碳，但由于碳酸鈉易溶于水，無法做到與酸液的分離，也就無法控制反應的進行。

答案： C。

三、跟蹤練習

下圖所示為某化學興趣小組設計的4套實驗室制取二氧化碳的發生裝置，請根據要求回答下列問題：

（1）可以隨時添加酸液，而不影響收集氣體的裝置是________________（填序號）。

（2）裝置A、B有何優點？

（3）檢查C裝置氣密性的正確操作方法是_____________。

參考答案：

（1）C；（2）可以隨時控制反應的發生和停止；（3）向長頸漏斗中注入適量水使之將漏斗口液封，然后將導氣管放入水中，雙手握住容器，如能觀察到導氣管口有氣泡冒出，則證明裝置氣密性良好。

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”