巧破多功能瓶題陣

付春元+陳蘭蘭

摘要：多功能瓶是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)比較常見的實(shí)驗(yàn)儀器。多功能瓶的用途眾多，因此多功能瓶的連接復(fù)雜多變，學(xué)生在做這一類題時(shí)著實(shí)令人頭痛，考試失分率很高。鑒于此，結(jié)合圖形較為詳細(xì)地闡述了解這類題的方法。總體來說多功能瓶的連接歸納為三大類：第一類是氣體除雜又貯氣；第二類氣體的除雜、檢驗(yàn)、給病人輸氧；第三類是氣體的收集、貯存等。第一類連接方法最簡單兩邊連均可，第二類連接方法可歸納為長進(jìn)短出，后一類連接方法可歸納為“上輕下重”。用這一方法破解復(fù)雜多變的多功能瓶的連接，使復(fù)雜問題簡單化。

關(guān)鍵詞：多功能瓶 氣體 檢驗(yàn) 除雜 收集 貯存 長進(jìn)短出 上輕下重

多功能瓶是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中比較常見的實(shí)驗(yàn)儀器，多功能瓶的實(shí)驗(yàn)探究系列體現(xiàn)了新《教學(xué)大綱》‘編制一些有助于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)并能培養(yǎng)它們的技能、能力的化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一思想，因此涉及多功能瓶的實(shí)驗(yàn)探究系列較為常見。歷年化學(xué)中考試題中涉及多功能瓶（又稱“萬能瓶”）的實(shí)驗(yàn)探究屢屢出現(xiàn)，于是在各種考試中各式各樣的關(guān)于多功能瓶題型層出不窮，尤其以氣體的流向（即裝置的連接）最多，諸如哪管進(jìn)哪管出，由于裝置復(fù)雜多變，學(xué)生在做這一類題時(shí)著實(shí)令人頭痛，像陷入了迷魂陣，也有很多資料根據(jù)其用途的不同介紹了相應(yīng)的連接方法，雖然介紹得詳細(xì)，但實(shí)際用之則易混淆，從而導(dǎo)致學(xué)生在這類題上失分率較高。如何能將學(xué)生從紛繁復(fù)雜的題陣中解救出來呢？下面就談?wù)勛约涸诙嗄甑膶?shí)際教學(xué)工作中歸納、總結(jié)出解這類題的方法和技巧與大家共享。

功能瓶是化學(xué)實(shí)驗(yàn)里經(jīng)常使用的實(shí)驗(yàn)裝置之一，該裝置可以是一個(gè)集氣瓶、一個(gè)雙孔橡皮塞和兩根一樣長的導(dǎo)管組成如圖1，也可以是由一個(gè)集氣瓶、一個(gè)雙孔塞和一長一短的兩個(gè)導(dǎo)管組合而成如圖2，具有除雜、檢驗(yàn)、收集和儲(chǔ)存氣體等多種用途。

不同的用途裝置的連接也不同，每個(gè)人站的角度不一樣分類也有差別，于是題型變化多端。我通過對(duì)這類題型進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)地分析、歸納和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)這類題大致可分為三大類：第一類是氣體除雜又貯存如圖1；第二類是氣體的檢驗(yàn)、除雜和給病人輸氧如圖2；后一類是氣體的收集、貯存和量氣如圖2。前一類只要理解了，連接方法比較簡單，兩邊連都行，如圖1的瓶中裝滿澄清石灰水，將混有二氧化碳的氫氣從左管通入澄清石灰水中，雜質(zhì)二氧化碳?xì)怏w被石灰水吸收，氫氣聚集在瓶的上部，將水從右邊導(dǎo)管排出，這樣純的氫氣就貯存在瓶中了，也可以從右邊通入氣體，水從左管排出，所以無論氣體從哪邊連接均可以；第二類容易理解，做這類題比較容易，因?yàn)檫@種裝置一般盛液體試劑，要通過液體除去氣體中的雜質(zhì)，進(jìn)氣管必須是通入液體的長管，出氣管為短管或者叫長進(jìn)短出，醫(yī)院給病人輸氧氣時(shí)，也利用了類似裝置，并在裝置中盛放大約半瓶蒸餾水。長管連接供氧鋼瓶，氧氣從長端進(jìn)入，短管導(dǎo)管連接病人吸氧導(dǎo)氣管，短導(dǎo)管輸出氧氣供病人使用。醫(yī)生可以通過水中冒出氣泡的多少快慢，來確定是否有氧氣輸出及輸出速率的快慢。后一類則是學(xué)生的難點(diǎn)，如何解決這一問題呢？下面進(jìn)行這類題的探討。

眾所周知，對(duì)于任何物質(zhì)均是密度小的浮在上面，密度大沉的在下面，這是永恒不變的自然規(guī)律，我們只能利用這一自然規(guī)律而不是改變它。我們收集和貯存氣體時(shí)的具體方法，就是將這一規(guī)律應(yīng)用于實(shí)際，比如收集氫氣用向下排空氣法，實(shí)則是讓密度小的氫氣上浮于空氣的上層，進(jìn)入到集氣瓶的底部，將重的空氣從瓶口排出；反過來，我們也可將這一法則作為解這一類題的指導(dǎo)思想，即只要是有關(guān)氣體的收集、貯存和量氣的問題均符合‘上輕下重的原則。為了讓大家理解并準(zhǔn)確使用這一方法，舉例加以說明。如用圖3裝置收集CO2，由于CO2的密度比空氣大，應(yīng)讓重的CO2下沉于瓶底，空氣則輕浮于上層，所以圖3中CO2應(yīng)通入瓶底，輕的空氣從瓶口排出；如果是收集密度比空氣大又有毒的氣體如Cl2，用圖3裝置容易造成空氣污染或者人中毒，只能用圖4，Cl2從a管進(jìn)入瓶底，輕的空氣從b管出，為了防止多余的氯氣污染環(huán)境，可在b管處連接一個(gè)盛NaOH溶液的燒杯，將氣體通入NaOH溶液；如果將圖4裝置轉(zhuǎn)化為圖5，Cl2則應(yīng)從c管進(jìn)入瓶口聚集在瓶的下方，輕的空氣齊聚在瓶的上方從d管排出。如果用圖3收集NH3，由于NH3的密度比空氣輕，則應(yīng)從d管進(jìn)聚集在瓶底，重的空氣從c管排出。如用圖6貯存或收集不溶于水也不與水反應(yīng)氣體，由于氣體的密度均大于水的密度，所以氣體應(yīng)從e管進(jìn)入聚集在瓶口，將相對(duì)較重的水從f管排出，只需在f端接一量筒，根據(jù)量筒的讀數(shù)便知進(jìn)入瓶中氣體的體積。如果用圖6收集和貯存溶于并與水反應(yīng)的氣體，只需在上面覆蓋一層油，油層起隔絕氣體和水的作用，氣體仍然應(yīng)從e管進(jìn)入，水從f管排出。總而言之，對(duì)于第三種類型的裝置的連接方法是：不管裝置怎樣變化，氣體的流向一定符合“上輕下重”這一原則，用這一不變的原則破解復(fù)雜多變多功能瓶的題陣，使復(fù)雜問題簡單化，以不變應(yīng)萬變，學(xué)生在做這類題不再迷茫，而是變得輕松容易，失分率也大大降低。

大家不妨試試用上面講的方法完成下題：圖7的裝置有除雜、檢驗(yàn)和貯氣等多種用途，請回答：

⑴除去H2中混有的水蒸汽，裝置內(nèi)應(yīng)盛的物質(zhì)是，氣體應(yīng)從裝置的管（填g或h）通入；

⑵如要檢驗(yàn)H2是否混有HCl氣體，裝置內(nèi)應(yīng)盛的物質(zhì)是，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

⑶如果裝置內(nèi)只有空氣，排空氣法收集H2，氣體應(yīng)從裝置的管（填g或h）通入；

⑷如果將裝置內(nèi)裝滿水，要用此裝置貯存CO，氣體應(yīng)從管（填g或h）通入。

答案：⑴濃硫酸，g；⑵AgNO3溶液，有白色沉淀生成；⑶h；⑷h。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛余峰.關(guān)于多功能瓶貯氣瓶的裝置連接的教學(xué)法.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考.