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【热点题型】46 形态各异的装置气密性检验
1．装置气密性的检查
方法 微热法 液差法 气压法
原理 升高装置中气体的温度,使气体体积膨胀 缩小装置中气体的体积,增大压强 封闭气体压强增大,使液滴不能滴下
图示
具体操作 塞紧橡胶塞,将导气管末端伸入盛水的烧杯中,用手焐热(或用酒精灯微热)烧瓶 塞紧橡胶塞,用止水夹夹住导气管的橡胶管部分,从长颈漏斗向试管中注水 塞紧橡胶塞,关闭止水夹,打开分液漏斗活塞,向烧瓶中加水
现象说明 烧杯中有气泡产生,停止微热,冷却后导气管末端形成一段水柱,且保持一段时间不下降 停止加水后,长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,且一段时间内液面差不变 一段时间后,液滴不能滴下
2．装置气密性检查的“四”方法
检查装置气密性必须在放入药品之前进行，其基本思路是使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。
(1)微热法：如图a。用酒精灯微热或用手捂热容器，导管口产生气泡，停止加热或松开手后导管内形成一段稳定水柱，证明装置不漏气。
(2)液差法：如图b、c。连接好仪器，b中夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中注入适量水，使b中长颈漏斗中的液面高于锥形瓶中的液面，静置，若液面位置保持不变，证明装置不漏气。c中，从乙管加入适量水，使乙管液面高于甲管液面，静置，若液面位置保持不变，证明装置不漏气。
(3)滴液法：如图d。打开分液漏斗上口玻璃塞，关闭止水夹和分液漏斗活塞，从上口注入水，再打开活塞，水开始能顺利滴下，一段时间后水不能滴下，则说明装置气密性良好。
(4)抽气(吹气)法：如图e、f。e中关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞能回到原来的位置，表明装置的气密性良好。f中打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面上升，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面保持稳定，则表明装置的气密性良好。
(5)装置气密性检验的基本原理是看密闭体系内外能否形成压强差，若能形成压强差则说明气密性良好，不能形成压强差则说明装置漏气。
凡是有导气管的实验装置，在放入药品之前均需要先检查装置的气密性。
2．气密性检查的答题规范
(1)装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论。
(2)微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱。
(3)液差(封)法的关键词是封闭、液差。
(4)答题时易忽略的几句关键性的文字叙述。
①将导管末端浸入水中。
②关闭或者开启某些气体通道的活塞或弹簧夹。
③加水至“将长颈漏斗下口浸没”。
【专题训练】
1．某同学结合所学知识探究与能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是
A．装置A气密性的检查方法：关闭，向长颈漏斗中加水，当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变，说明气密性良好
B．装置B中盛放无水硫酸铜，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C．装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取
D．D中盛放无水硫酸铜的作用，是检验是否有空气中的水蒸气进入
2．下列实验的相关描述正确的是
A．在两支试管中分别加1 mL无水乙醇和1.5 g苯酚固体，再加等量的钠，比较乙醇、苯酚羟基上氢原子的活泼性
B．常温下，苯酚与水形成的浊液静置后会分层，上层为溶有水的苯酚溶液
C．可用于某些化学反应速率的测定。该装置气密性的检查如下：仪器组装好后，关闭分液漏斗活塞，将针筒活塞向外拉一段距离，然后松手，观察针筒是否能回到原来刻度处；
D．可用来制取和检验二氧化硫气体漂白性，待滤纸颜色褪去后立即用浸有碱液的棉花堵住试管口；
3．对于图中装置，不添加其他仪器无法检查其气密性的是
A． B． C． D．
4．对下列装置，不添加其他仪器无法检查气密性的是
A B C D
A．A B．B C．C D．D
5．下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是
A．图I：配制溶液时，向250mL容量瓶中转移溶液
B．图II：分离乙酸和乙醇的混合液得到乙醇
C．图III：装置气密性的检查
D．图IV：吸收HCl气体且防止倒吸
6．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是
A．装置A气密性的检查方法：直接向长颈漏斗中加水，当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变，说明气密性良好
B．反应结束后，将玻璃管C处固体加水溶解，滴加酚酞变红，不能证明C中生成了NaOH
C．装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取CO2
D．装置B中盛放无水硫酸铜，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
7．某化学小组用5.6 g铁粉与足量的稀硫酸反应，用产生的H2还原足量的CuO制备单质铜，实验装置如图所示(夹持及加热装置略去)。下列说法错误的是
A．反应开始时应先滴加稀硫酸，排尽装置内空气然后再加热装置C
B．圆底烧瓶A中发生的离子反应为：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C．检查装置气密性的方法为：关闭分液漏斗活塞，将导管E插入水槽中液面以下，加热装置A，E处有气泡产生，停止加热，E处导管有一段上升的水柱
D．装置B中试剂为浓硫酸，E处尾气处理方法可以点燃尾气
8．课外兴趣小组拟通过对比浓HNO3与稀HNO3对NO的氧化能力，来比较浓HNO3与稀HNO3，氧化性的强弱，设计如图装置进行探究，还用到的试剂有一定量的浓HNO3、稀HNO3。下列关于实验操作和现象结论错误的是
A．检查装置气密性需要关闭分液漏斗活塞和两个止水夹
B．应向U形管1、2中分别加入浓HNO3和稀HNO3
C．铜片端储存一部分气体后，应先打开分液漏斗活塞
D．若U形管2左端的气体呈红棕色，则说明浓HNO3氧化性比稀HNO3强
9．为探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响，某兴趣小组设计如图装置。实验时，通过胶头滴管向容器中各滴入5滴溶液后，每隔10 s观测注射器中气体体积并进行比较。
请回答：
(1)实验前，检验该装置气密性的方法是_______。
10．为了测定乙醇的结构式是（Ⅰ）还是 （Ⅱ），利用乙醇和钠的反应，设计如图所示的装置进行实验，在圆底烧瓶中加入足量的钠，从分液漏斗中缓缓滴入一定量的无水乙醇，通过测量量筒中水的体积，就可知反应生成的氢气的体积。
（1）实验前检验该装置的气密性的实验操作是 ____________ 。
11．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。
Ⅰ.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物，现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯等已省略)。请回答：
(1)简述检验装置A气密性的操作：______________。
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【热点题型】46 形态各异的装置气密性检验
1．装置气密性的检查
方法 微热法 液差法 气压法
原理 升高装置中气体的温度,使气体体积膨胀 缩小装置中气体的体积,增大压强 封闭气体压强增大,使液滴不能滴下
图示
具体操作 塞紧橡胶塞,将导气管末端伸入盛水的烧杯中,用手焐热(或用酒精灯微热)烧瓶 塞紧橡胶塞,用止水夹夹住导气管的橡胶管部分,从长颈漏斗向试管中注水 塞紧橡胶塞,关闭止水夹,打开分液漏斗活塞,向烧瓶中加水
现象说明 烧杯中有气泡产生,停止微热,冷却后导气管末端形成一段水柱,且保持一段时间不下降 停止加水后,长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,且一段时间内液面差不变 一段时间后,液滴不能滴下
2．装置气密性检查的“四”方法
检查装置气密性必须在放入药品之前进行，其基本思路是使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。
(1)微热法：如图a。用酒精灯微热或用手捂热容器，导管口产生气泡，停止加热或松开手后导管内形成一段稳定水柱，证明装置不漏气。
(2)液差法：如图b、c。连接好仪器，b中夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中注入适量水，使b中长颈漏斗中的液面高于锥形瓶中的液面，静置，若液面位置保持不变，证明装置不漏气。c中，从乙管加入适量水，使乙管液面高于甲管液面，静置，若液面位置保持不变，证明装置不漏气。
(3)滴液法：如图d。打开分液漏斗上口玻璃塞，关闭止水夹和分液漏斗活塞，从上口注入水，再打开活塞，水开始能顺利滴下，一段时间后水不能滴下，则说明装置气密性良好。
(4)抽气(吹气)法：如图e、f。e中关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞能回到原来的位置，表明装置的气密性良好。f中打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面上升，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面保持稳定，则表明装置的气密性良好。
(5)装置气密性检验的基本原理是看密闭体系内外能否形成压强差，若能形成压强差则说明气密性良好，不能形成压强差则说明装置漏气。
凡是有导气管的实验装置，在放入药品之前均需要先检查装置的气密性。
2．气密性检查的答题规范
(1)装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论。
(2)微热法检查的关键词是封闭、微热、气泡、水柱。
(3)液差(封)法的关键词是封闭、液差。
(4)答题时易忽略的几句关键性的文字叙述。
①将导管末端浸入水中。
②关闭或者开启某些气体通道的活塞或弹簧夹。
③加水至“将长颈漏斗下口浸没”。
【专题训练】
1．某同学结合所学知识探究与能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是
A．装置A气密性的检查方法：关闭，向长颈漏斗中加水，当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变，说明气密性良好
B．装置B中盛放无水硫酸铜，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C．装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取
D．D中盛放无水硫酸铜的作用，是检验是否有空气中的水蒸气进入
【答案】A
【解析】由实验装置可知，A装置中锌与稀盐酸反应制备氢气，盐酸易挥发，制得的氢气中混有氯化氢和水蒸气，B装置中应盛放碱石灰除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气；C装置中过氧化钠用于验证过氧化钠在加热条件下是否与氢气反应；D装置中盛有的无水硫酸铜用于检验过氧化钠与氢气共热反应后是否有水生成。
A．检验A装置气密性可通过液差法检验，具体操作为先关闭活塞K1，然后直接向长颈漏斗中加水至漏斗中液面高于试管中液面，静置一段时间后，长颈漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好，故A正确；
B．由分析可知，B装置中应盛放碱石灰除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气，故B错误；
C．大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙包裹在固体表面，阻止反应继续进行，使反应不能进行到底，故C错误；
D．由分析可知，D装置中盛有的无水硫酸铜用于检验过氧化钠与氢气共热反应后是否有水生成，故D错误；
故选A。
2．下列实验的相关描述正确的是
A．在两支试管中分别加1 mL无水乙醇和1.5 g苯酚固体，再加等量的钠，比较乙醇、苯酚羟基上氢原子的活泼性
B．常温下，苯酚与水形成的浊液静置后会分层，上层为溶有水的苯酚溶液
C．可用于某些化学反应速率的测定。该装置气密性的检查如下：仪器组装好后，关闭分液漏斗活塞，将针筒活塞向外拉一段距离，然后松手，观察针筒是否能回到原来刻度处；
D．可用来制取和检验二氧化硫气体漂白性，待滤纸颜色褪去后立即用浸有碱液的棉花堵住试管口；
【答案】C
【解析】A. 固体苯酚与钠难以反应，应用乙醚溶液或熔化状态下反应， A错误；
B.常温下,苯酚能溶于水形成溶液，苯酚与水形成的浊液静置后会分层,上层是溶有苯酚的水层,下层是溶有水的苯酚层，B错误；
C.装置气密性的检查如下：仪器组装好后，关闭分液漏斗活塞，将针筒活塞向外拉一段距离，然后松手，若装置气密性良好，则针筒是否能回到原来刻度处，C正确；
D.二氧化硫与高锰酸钾反应体现二氧化硫的还原性，D错误；
答案为C
3．对于图中装置，不添加其他仪器无法检查其气密性的是
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】A．用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，若液面稳定不下降，说明装置气密性良好，所以不添加其他仪器，能检查出装置是否漏气，A不符合题意；
B．用手握住试管，试管内气体受热膨胀，在烧杯内若有气泡产生，说明装置气密性良好，所以不添加其他仪器，能检查出装置是否漏气，B不符合题意；
C．因为分液漏斗液面上的气体与烧瓶内气体相通，故分液漏斗中的液体上下压强相等，所以无论该装置气密性是否良好，打开分液漏斗活塞，液体都会顺利滴下，所以不添加其他仪器，不能检查出装置是否漏气，C符合题意；
D．向外拉活塞，若气密性良好，则导管口会有气泡产生，若气密性不好则不会有气泡产生，所以不添加其他仪器，能检查出装置是否漏气，D不符合题意；
答案选C。
4．对下列装置，不添加其他仪器无法检查气密性的是
A B C D
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．因为分液漏斗液面上的气体与烧瓶内气体相通，故分液漏斗中的液体上下压强相等，所以无论该装置气密性是否良好，液体都会顺利滴下，不能检查出装置是否漏气，故选A；
B．利用液差法：用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，长颈漏斗中会形成一段液柱，停止加水后，通过液柱是否变化即可检查，若液面高度不变，说明装置气密性良好能检查出装置是否漏气，故不选B；
C．用加热(手捂)法：对于该装置的气密性检查，主要是通过气体受热后体积膨胀、压强增大来进行检验，即用手握住试管外壁，如果装置漏气，压强不变化，就无现象；如果装置不漏气，温度升高，压强就变大就会在导管口产生气泡，能检查出装置是否漏气，故不选C；
D．利用抽气法：向外拉活塞，通过观察浸没在水中的玻璃导管口是否有气泡冒出即可检查，若气密性良好，则导管口会有气泡产生，若气密性不好则不会有气泡产生，能检查出装置是否漏气，故不选D；
故选A。
5．下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是
A．图I：配制溶液时，向250mL容量瓶中转移溶液
B．图II：分离乙酸和乙醇的混合液得到乙醇
C．图III：装置气密性的检查
D．图IV：吸收HCl气体且防止倒吸
【答案】C
【解析】A．图I：配制溶液时，向250mL容量瓶中转移溶液没有用玻璃棒引流，故A错误；
B．图II：乙酸和乙醇互溶，不能用分液的方法分离，故B错误；
C．图III：可以用来检查装置气密性，当有气体产生时，锥形瓶中压强增大，注射器的活塞向外移动，说明装置气密性好，如果漏气，活塞不移动，故C正确；
D．图IV：不能起到防止倒吸作用，因为HCl气体极易溶于水，故D错误；
故答案：C。
6．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如下，下列说法正确的是
A．装置A气密性的检查方法：直接向长颈漏斗中加水，当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变，说明气密性良好
B．反应结束后，将玻璃管C处固体加水溶解，滴加酚酞变红，不能证明C中生成了NaOH
C．装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取CO2
D．装置B中盛放无水硫酸铜，目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
【答案】B
【解析】探究Na2O2与H2能否反应，由实验装置可知，A装置为Zn与稀盐酸反应生成氢气，盐酸易挥发，则B装置中应为碱石灰可除去HCl和水蒸气，C装置试管为Na2O2与H2反应，但加热前应先检验氢气的纯度，氢气不纯加热时可能发生爆炸，最后D装置通过检验反应后是否有水生成判断Na2O2与H2能否反应，据此分析解题。
A．装置A气密性的检查方法：先关闭K1，后直接向长颈漏斗中加水，当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好，A错误；
B．Na2O2和H2O反应生成NaOH和O2，所以将玻璃管C处固体加水溶解，滴加酚酞变红，不能证明C中生成了NaOH，B正确
C．大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙包裹在固体表面，阻止反应继续进行，使反应不能进行到底，C错误；
D．由分析可知，A装置为Zn与稀盐酸反应生成氢气，盐酸易挥发，则B装置中应为碱石灰可除去HCl和水蒸气，D错误；
故答案为：B。
7．某化学小组用5.6 g铁粉与足量的稀硫酸反应，用产生的H2还原足量的CuO制备单质铜，实验装置如图所示(夹持及加热装置略去)。下列说法错误的是
A．反应开始时应先滴加稀硫酸，排尽装置内空气然后再加热装置C
B．圆底烧瓶A中发生的离子反应为：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C．检查装置气密性的方法为：关闭分液漏斗活塞，将导管E插入水槽中液面以下，加热装置A，E处有气泡产生，停止加热，E处导管有一段上升的水柱
D．装置B中试剂为浓硫酸，E处尾气处理方法可以点燃尾气
【答案】B
【解析】A装置中Fe与稀硫酸反应产生FeSO4、H2，H2经装置B中浓硫酸的干燥作用进入C中，发生反应：H2+CuOH2O+Cu，装置D碱石灰的作用是吸收水分，防止空气中的水蒸气对实验造成干扰，最后多余的H2点燃变为H2O排出。
A．H2与O2的混合气体点燃会发生爆炸，反应开始时应先滴加稀硫酸，排尽装置内空气，然后再加热装置C，以免发生爆炸事故，A正确；
B．圆底烧瓶A中Fe与稀硫酸反应产生FeSO4、H2，发生的离子反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，B错误；
C．检查装置气密性的方法为：关闭分液漏斗活塞，将导管E插入水槽中液面以下，加热装置A、E处有气泡产生，停止加热，温度降低，气体的体积减小，导致E处导管有一段上升的水柱，故能够说明装置的气密性良好，C正确；
D．装置B中试剂为浓硫酸，作用是干燥氢气；由于H2是可燃性气体，所以E处尾气处理方法可以点燃尾气，D正确；
故合理选项是B。
8．课外兴趣小组拟通过对比浓HNO3与稀HNO3对NO的氧化能力，来比较浓HNO3与稀HNO3，氧化性的强弱，设计如图装置进行探究，还用到的试剂有一定量的浓HNO3、稀HNO3。下列关于实验操作和现象结论错误的是
A．检查装置气密性需要关闭分液漏斗活塞和两个止水夹
B．应向U形管1、2中分别加入浓HNO3和稀HNO3
C．铜片端储存一部分气体后，应先打开分液漏斗活塞
D．若U形管2左端的气体呈红棕色，则说明浓HNO3氧化性比稀HNO3强
【答案】BC
【解析】本实验设计原理是铜与稀HNO3反应生成的NO，说明稀HNO3不能将NO氧化成NO2，而浓HNO3可将其氧化产生NO2，由此来证明浓HNO3氧化性比稀HNO3的强。
A．此装置检查气密性需要用液差法，关闭分液漏斗活塞和两个止水夹，从长管端加水，观察液面变化，A正确；
B．铜与稀硝酸反应产生的NO要进入U型管2中，与浓硝酸反应，所以反应开始应向U型管1中加入稀硝酸，B错误；
C．铜片端储存一.部分气体后，应打开止水夹1、2将气体压入U型管2的浓硝酸中，C错误；
D．若U型管2左端的气体呈红棕色，说明是浓HNO3氧化NO生成了NO2，说明浓HNO3氧化性比稀HNO3强，D正确。
故选BC。
9．为探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响，某兴趣小组设计如图装置。实验时，通过胶头滴管向容器中各滴入5滴溶液后，每隔10 s观测注射器中气体体积并进行比较。
请回答：
(1)实验前，检验该装置气密性的方法是_______。
【答案】 塞紧胶塞后，将注射器活塞向外拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若能回到原位，则气密性良好
【解析】
(1)实验前，检验该装置气密性方法是塞紧胶塞后，将注射器活塞向外拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若能回到原位，则气密性良好；
10．为了测定乙醇的结构式是（Ⅰ）还是 （Ⅱ），利用乙醇和钠的反应，设计如图所示的装置进行实验，在圆底烧瓶中加入足量的钠，从分液漏斗中缓缓滴入一定量的无水乙醇，通过测量量筒中水的体积，就可知反应生成的氢气的体积。
（1）实验前检验该装置的气密性的实验操作是 ____________ 。
【答案】 连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将右侧导管插入水槽，微热圆底烧瓶，右侧导管若有气泡冒出，冷却后形成一段水柱，且一段时间内水柱不变化，证明装置气密性良好 偏小 Ⅱ
【解析】（1）该装置因烧瓶的容积比较大，应用加热的方法检验该装置的气密性。
11．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。
Ⅰ.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物，现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯等已省略)。请回答：
(1)简述检验装置A气密性的操作：______________。
【答案】 用弹簧夹夹住a处橡皮管并关闭分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入较多的水，然后打开分液漏斗的活塞，使水缓缓流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，说明装置气密性好(或在a管处接一导管，并将导管末端插入水中，同时关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯给圆底烧瓶微热，若导管末端有气泡冒出，且停止加热恢复室温时，导管末端形成一段小水柱，说明装置气密性好。
【解析】(1)该实验中有有毒气体参加反应，所以实验前要检验装置的气密性，根据装置A的特点可知检验装置A气密性的操作：用弹簧夹夹住a处橡皮管并关闭分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入较多的水，然后打开分液漏斗的活塞，使水缓缓流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，说明装置气密性好(或在a管处接一导管，并将导管末端插入水中，同时关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯给圆底烧瓶微热，若导管末端有气泡冒出，且停止加热恢复室温时，导管末端形成一段小水柱，说明装置气密性好)。
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