核心素养提升11压强差原理在化学实验中的应用
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压强差在化学实验中的应用仪征市第二中学雎婷【教学目标】1、知识与技能:了解在哪些实验中应用到压强差的原理;学会利用已学实验原理,解决相关变形装置中出现的问题;注意化学实验题中文字表达的严密性。
2、过程与方法:培养对所学知识的迁移能力,培养分析问题解决问题的能力。
3、情感、态度与价值观:通过自己动手做实验,体会到化学是一门实验科学;通过问题探究,培养他们的科学态度和科学精神。
【教学重难点】利用已学实验原理,解决相关变形装置中出现的问题【教学用品】学生分组实验装置、多媒体教具【教学过程】讲述]上面几个装置有的利用了压强差,有的避免了压强差,下面我们来逐一讨论。
首先来谈谈和气体性A①B②反应后,再打开②处的止水夹,请回答下列问题:泉实验。
实验开始,用凸透镜将日光聚集于反匙燃烧下列三套装置的气密性如何检查检查气密性的要点[讲述]检查完气密性,就可以制备气体了,启普发生器就是一个气体发生装置。
[板书]3、启普发生器有人设计了如下装置进行实验,证明稀硝A B CD E F小结]今天我们从利用压强差和避免压强差两个方面,讨论了在气体实验中可能遇到的问题,希望大家今后在解决相关问题时能够从压强差的角度分析问【教后记】通过本节课的学习,我发现学生基本掌握了分析化学实验题的技巧,特别是在进行文字表述的时候,比原来严密了很多。
课后和学生交换意见时发现,由于这是他们第一次进行随堂录像,课堂表现的比较拘紧,但是他们还是很喜欢这样能够自己动手,探究规律的高三实验复习课的。
《压强差在化学实验中的应用》教学设计说明仪征市第二中学雎婷在复习了气体的性质和制备的相关内容之后,我发现学生在处理实验题时,表述总是不够严密,遇到变形装置时常常无从下手。
于是我就想能不能以压强差原理为主线,将我们平时实验题中遇到的问题加以串联,上一节学生感兴趣、涵盖面广、并与高考考点密切相关的高三实验复习课,从而多角度、多侧面引领学生主动学习,培养学生发散性的思维能力。
核心素养下数字化实验在化学教学中的应用作者:李爱玲来源:《考试与评价》2022年第02期化学是一门以实验为基础的学科。
化学教学更是离不开化学实验。
可以说如果离开化学实验,化学教学就成了“无源之水,无本之木”。
化学实验在为教师进行化学教学提供真实的情境问题的同时,也为学生学习化学概念和化学反应原理等理论知识提供了事实依据。
学生进行实验方案设计、实验观察时,还可以培养学生的思考能力和观察能力,渗透了“宏观辨识与微观探析”核心素养,发展了“科学探究与创新意识”核心素养,提高了“科学态度与社会责任”核心素养。
从古到今,人类探索未知世界的方法与手段总是不断在进步。
纵观化学实验教学的历史发展:早期由于实验条件的限制,化学实验教学以老师讲实验为主,辅以少量演示实验;中期随着教育理念的发展和实验条件的完善,化学教师对教材实验进行了改造和创新,同时每学期的化学实验教学都安排有一定数量的学生分组实验;随着现代信息技术的发展,实验视频、计算机模拟实验处处可见,这些信息技术手段的使用,将实验微观过程可视化、三维化、立体化。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)年》指出:信息技术对教育发展具有革命性影响,必须高度重视。
如何切实加强信息技术与学科教学的融合,现在已越来越引起教育行政部门和广大中小学的普遍关注,已成为教育信息化的一个重要目标。
目前许多一线教师已参与到其中,但教师对信息技术与学科融合还存在以下问题:认识理解不到位(认为使用多媒体课件、播放视频、微课录播等就是融合);对它的开展存在懒于改变、畏惧困难的心理;自身掌握的技术操作欠缺等。
因此对信息技术与学科融合研究较多的、成果显著的偏向于经济发达地区、资源丰富的学校,而不发达地区和农村学校受设备、技术等条件的影响研究较少。
基于以上认识,笔者(所处学校为农村中学)将数字化手持技术应用于实际教学的案例与大家分享。
一、应用pH数字化实验探究浓度对盐类水解的影响1. 教材实验分析以苏教版《化学反应原理》专题三第三单元“影响盐类水解的因素”为例。
压强差原理在化学实验中应用湖北董广芬在高中化学实验教学及高考理综化学学科复习中有很多地方涉及到压强差的有关知识。
一、检查装置的气密性装置气密性的检查是先将装置构建成一个密封系统,再采取一定的措施造成装置内外形成压强差,通过观察导气管口是否有气泡冒出、是否有一段水柱形成等现象来判断装置的气密性是否良好。
[题目1]如下图所示装置中,不漏气的是()①装置是用手握试管一段时间,再松开手后的状态②装置是放入金属Zn和稀硫酸反应又关闭出气口阀门后的状态③装置是烧瓶内放入金属钠和无水乙醇后的现象④是广口瓶中装有电石和水,关闭出气口阀门,打开分液漏斗阀门后的现象A、①②B、②③ C、①③ D、③④[分析]上述①装置松开手后温度恢复,空气减少,压强降低却没有看到一段水柱,表明该装置漏气;②装置关闭活塞后容器内气压增大,容器内的液体被压入球形漏斗中,表明该装置不漏气;③装置内金属钠和无水乙醇反应产生H2后,系统内的压强增大,将广口瓶中的水压入量筒中,表明该装置不漏气;④装置中的电石和水发生反应后,产生C2H2气体,关闭出气口阀门,广口瓶内气压增大,打开分液漏斗阀门后,分液漏斗中的液体还在往下滴,表明该装置漏气。
所以该题目的正确答案为B。
二、防倒吸是指有毒、对环境有污染的一类气体在被试剂吸收的时候,根据气体溶解度的大小造成装置系统内压强降低容易倒吸的现象,对吸收装置加以改进,从而起到防止倒吸的作用。
[题目2]判断物质在不同溶剂中的溶解度时,有一条经验规则:极性分子(如H2O等)组成的溶剂易于溶解极性分子的溶质;非极性分子(如苯、四氯化碳等)组成的溶剂易于溶解非极性分子组成的溶质。
下列装置中,不适于用做HCl气体尾气吸收的是()[分析]A装置由于具有较大的容积,气体由于易溶于水而形成负压而使烧杯内的液面下降,漏斗口将脱离液面,又由于水重力的作用而下降,很好地防止了倒吸;C装置中由于HCl气体不溶于CCl4,不会形成负压,因而也不会发生倒吸;D装置的原理与A相似,也不会发生倒吸;故答案为B。
[整理归纳]讨论: 1.在这几个实验中, 分别产生这些现象的原因是什么?(归纳:图1装置内气体受热膨胀, 压强增大, 产生气泡, 移开手后气体冷却压强减小, 形成液柱;图2装置红磷燃烧消耗了装置内的氧气使压强小于外界大气压, 所以, 液面上升;图3实验结束后若先熄灭酒精灯, 装置内气体冷却, 压强减小, 水槽中的水在大气压作用下倒吸入试管中使热的试管炸裂。
图3冒气泡的原因是产生了气体使装置内气压增大;图4因为二氧化碳溶于水且与水反应, 使瓶内压强小于外界压强)(针对每一个实验装置图归纳小结并板书)板书:1、原因: 温度升高、产生气体、2、气体压强变大现象: 冒气泡、液面下降原因: 温度降低、气体反应生成固体(液体)、气体溶解、2.气体压强变小现象: 液面上升、液体倒吸、软质瓶子变瘪讨论: 你能用分子原子知识解释容器内气压变化的原因吗?(归纳小结并点击展示)(密闭容器中压强变化的微观原因: 分子数目的增加或减少、运动的快慢、分子间间隔大小等)学生讨论、归纳小结列举书本上的几处看似不相关的实验, 找出其本质联系——都与气体压强有关。
培养学生拨开现象看本质、分析归纳的意识。
培养学生用微观知识解释宏观现象的意识(密闭容器中压强变化的微观原因:分子数目的增加或减少、运动的快慢、分子间间隔大小等)[应用提高](一)应用压强变化, 控制化学反应展示下图, 同时演示大理石和稀盐酸的反应让学生猜想夹紧弹簧夹和打开弹簧夹可能观察到的现象 (夹上弹簧夹: 固液分离, 反应停止;打开弹簧夹: 固液接触, 反应发生)(二)应用气压变化, 解答具体问题如图所示, 瓶中X 为固体, 当把滴管内液体Y 滴入瓶中时, 若导管口有气泡产生则X 为 , Y 为 。
(结合图片分析产生气泡, 说明装置内气压变大, 可能的原因有放热或生成气体。
放热:氢氧化钠溶于水、氧化钙与水反应;生成气体:活泼金属与酸生成氢气、过氧化氢溶液与二氧化锰生成氧气、碳酸盐或碳酸氢盐与酸反应生成二氧化碳)问: 若是导管口出现液柱呢? (吸热或气体反应) (三)应用气压变化, 测量气体体积、进行误差分析 1.小兵用上图装置测定锌粒与稀硫酸反应生成氢气的体积, 仪器的连接顺序为________;其中量筒的作用是 反思: 若移出g 导管中留存有水, 导致测量结果偏小 若 , 导致结果偏大学生讨论回答让学生在应用已有知识时产生冲突, 通过分析, 对已有知识进行修改或补充, 培养学生的求实、创新意识(展示连接好后的整体实物装置)演示: 向组装好的密闭性良好的装置内仅仅加入水, 观察量筒内是否能收集到水, 分析这种现象会对实验结果带来什么样的影响?(偏大偏小还是不变)(气压变大的原因: 气体被压缩。
压强原理在化学实验中的应用交大附中 张烁 【教学背景】在液体封闭的实验装置中,当气体的温度、体积或物质的量发生变化时,装置内气体的压强必然随之改变,使装置内液面承受的气压(P 内压)与外液面承受的气压(P 外压)产生压差ΔP ,液封装置内、外液面的压差将引发一系列的实验现象。
纵观近10多年来的高考化学,压强原理在化学实验中可说是一个屡考屡新的热点内容,考核包含的内容广泛、形式多样,学生在应对这类考题时往往就题论题,不能灵活运用压强原理解决各种实际问题,本课的设计思想就是帮助学生透过现象看本质,抓住解决这类问题的核心原则——压强原理在化学实验中的应用。
【教学目标】1、知识与技能:了解在哪些实验中应用到压强原理;学会利用已学实验原理,解决相关变形装置中出现的问题;注意化学实验题中文字表达的严密性。
2、过程与方法:培养对所学知识的迁移能力,培养分析问题解决问题的能力。
3、情感、态度与价值观:通过问题探究,培养他们的科学态度和科学精神。
【教学重难点】利用已学实验原理,解决相关变形装置中出现的问题。
【教学过程】ACFG装置制取气体1、在没有现成的H2发生器的情况下,请你选用下图中的部分仪器,装置成一个简易的,能随开随用、随关随停的H2气体发生装置。
(仪器用品可选用多次)(玻璃纤维棉,一般不与酸碱反应)(橡胶管)(单孔塞)(止水夹)2、在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀NaSO4等试剂制备。
(1)在试管I里加入的试剂是_____ ___。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是______ __。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管I和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是____ ____。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是______________。
【板书设计】压强原理在化学实验中的应用pV=nRT一、检查装置的气密性二、液体的转移三、设计实验装置压强原理广泛应用在化学实验的各类题目当中,像气密性检查、防倒吸装置的选择(或设计)、喷泉实验、排水量气的读数、气体发生装置的设计等,还有像定量实验中用空气(或与测量气体不反应的气体)赶走装置中的余气以保证气体测量准确的实验都属于压强原理在具体实验中的应用。
压强原理在中学化学试验中的应⽤与考查压强原理在中学化学实验中的应⽤与考查在中学化学教材中,许多实验原理都包含着压强原理的应⽤,在近⼏年的⾼考试题中,⼏乎每年都考查到了这⼀知识点。
现归纳如下:⼀、压强原理在教材实验中的应⽤1.防倒吸装置:原理:⽓体易溶解(或反应)于溶液,导致容器内⽓体压强急剧减⼩⽽产⽣倒吸。
2.喷泉实验:原理:⽓体极易溶解(或反应)于溶液,导致容器(或导管)内⽓体压强急剧减⼩,外界⼤⽓压将溶液压⼊容器。
3.启普发⽣器及其简易装置:原理:打开活塞,与⼤⽓相通,酸液下降与固体接触反应;关闭活塞,容器内⽓压增⼤,酸液压回到漏⽃中⽽与固体分离,反应停⽌。
因此,可随开随⽤,随关随停。
4.装置⽓密性的检查:原理:利⽤⽓体热胀冷缩的性质。
5.⽓压内外平衡装置:制硝基苯、酚醛树脂原理:反应物(或⽣成物)存在易挥发性物质时,长导管除冷凝回流作⽤外,还起了平衡内外⽓压的作⽤。
6.量⽓装置:原理:量⽓管读数时,必须使左、右两边液⾯相平,内外⽓压相等。
⼆、压强原理在近年⾼考题中的考查例i.(04陕蒙琼藏理综第28题)根据下图及描述,回答下列问题:(1)关闭图A装置中的⽌⽔夹a后,从长颈漏⽃向试管⼝注⼊⼀定量的⽔,静置后如图所⽰。
试判断:A装置是否漏⽓?(填“漏⽓”、“不漏⽓”或“⽆法确定”)。
判断理由:。
(2)关闭图B装置中的⽌⽔夹a后,开启活塞b,⽔不断往下滴,直⾄全部流⼊烧瓶。
试判断:B装置是否漏⽓?(填“漏⽓”、“不漏⽓”或“⽆法确定”),判断理由:分析与答案:(1)不漏⽓由于不漏⽓,加⽔后试管内⽓体体积减⼩,导致压强增⼤,长颈漏⽃内的⽔⾯⾼出试管内的⽔⾯。
(2)⽆法确定由于分液漏⽃和烧瓶间有橡⽪管相连,使分液漏⽃中液⾯上⽅和烧瓶中液⾯上⽅的压强相同,⽆论装置是否漏⽓,都不影响分液漏⽃中的液体滴⼊烧瓶。
例2.(03理综⽼课程第33题)⽤下⾯两种⽅法可以制得⽩⾊的Fe(OH)2沉淀。
⽅法⼀:(略)⽅法⼆:在如图装置中,⽤NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
压强差原理在化学实验中的应用促进学生“变化观念与平衡思想”素养的发展
素养说明:近几年来,涉及气压变化的试题在高考中出现频度较高。
这类题目能较好地体现与物理两学科的融合。
解题过程中剖析引起压强变化的因素,确定压强变化的情况(
增大或减小),与环境压强对比思考压强变化产生的现象、对应的结果或所起的作用等问题,既提高了学生的解题能力,又提升了学生的“变化观念与平衡思想”素养。
[名师点拨]
1.考题印证
图一(广东卷)
图一通过两容器中压强差引发气体混合反应,反应导致压强减小,产生倒吸。
图二(全国卷)
图二通过注射器压强增大气体进入Y,使气体混合反应产生倒吸。
图三(四川卷)
图三中B瓶为安全瓶,由于B中导管较短,不致于使液体进入A;另外起到对气压缓冲的作用。
2024年中考物理一轮单元复习核心素养全突破(人教版全国通用)第六单元压强专题11 压强单元知识方法总结与考点例题解析新课标对单元知识点要求1.通过实验,理解压强。
知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
2.探究并了解液体压强与哪些因素有关。
知道大气压强及其与人类生活的关系。
了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
对单元知识点的深化理解知识点1.压力1. 压力:垂直压在物体表面上的力叫压力。
2. 产生条件:接触挤压、发生形变。
3. 方向:垂直于受力面。
4. 压力与重力的关系:力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力。
只有当物体放置于水平面上时压力才等于重力。
5. 影响压力作用效果的因素:①压力、②受力面积。
6. 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
知识点2.压强1.压强是表示压力作用效果的一个物理量,它的大小与压力大小和受力面积大小有关。
2. 压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
3. 公式:P=F/S。
式中P表示压强,单位是帕斯卡;F表示压力,单位是牛顿;S表示受力面积,单位是平方米。
4. 国际单位:Pa。
1Pa=lN/m2,其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
知识点3.增大和减小压强的方法1. 增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
2. 减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
知识点4. 液体压强的特点1.液体向各个方向都有压强。
2.同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
3.同种液体中,深度越大液体压强越大。
4.在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
知识点5.液体压强的大小1.液体压强与液体密度和液体深度有关。
2.公式:P=ρgh。
式中,P表示液体压强单位帕斯卡(Pa);ρ表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);h表示液体深度,单位是米(m)。
“气压差”在化学实验中的应用浦江一中周颖初三7班【背景分析】:这是初三二模之后化学实验部分的专题复习课,以“气压差”为切入点,引入复习,可从另一个角度将化学实验知识进行串联,从“利用”和“避免”压强差,对实验中出现的现象进行分析,总结影响气压的因素,并学会通过改变气压解决问题的方法。
学会用辩证的眼光去看待事物的两面性。
这节课重基础知识的落实,同时通过动手实验,形成气密性检查的一般思路,充分挖掘了隐藏在知识内的具有学科特色的科学方法,展现知识的形成过程以及科学方法的运用过程,使学生在获得知识、掌握方法的过程中培养健康的情感态度与价值观,实现学习方式的转变,提高复习效果。
【学情分析】我们学生比较薄弱,虽然有些实验碰到过很多次,但是仍然会反复错。
这节课重基础知识的落实,同时关注学生能力和思维的提高,让学生能够理解知识的基础上运用知识。
【教学目标】1.知道气压差产生的原因,了解气压差在化学实验中的应用以及如何避免压强差。
2.通过实验——观察现象——分析原因,体验化学学习的一般方法。
3.运用辩证的眼光看待和分析事物,感受人类能够能够发挥主观能动性,认识和利用客观规律来解决问题的能力。
【教学重难点】1 学习重点:分析化学实验中的现象和原因2 学习难点:形成气密性检查的一般思路总结:气密性检查的一般思路我们已经知道改变气压可以通过三种方法改变气体的量,改变温度,改变气体的体积,如果想使两个装置中的气球膨胀,分别可能对应哪些液体、固体或气体?帮助学生归类总结:气压增大的方法有哪些?而升高温度又有什么不同? 小结:可以通过增加或减少气体,改变温度来改变气压例题解析:盐酸多对实验有什么影响?演示实验:向分液漏斗中加水 观察 盐酸占一定体积,导致装置内气体体积变小,气压变大,水被排出,导致测量的气体体积偏大 (展示图片),先后顺序不当,就板书设计温度升高气压变大温度温度降低气压变小气压差气体的多少 气体增加气压变大气体减少气压变小。
再议压强差在化学实验中应用作者:刘宇来源:《中小学实验与装备》 2018年第6期喷泉实验、尾气吸收、启普发生器、恒压分液漏斗等化学实验或者仪器的使用都涉及到压强差原理,但是在原理的分析时有的学生一知半解,导致对问题的分析混乱、模糊,不能得出准确的解释,实验时不能作出正确的选择.本文通过对压强差原理及实例探析,帮助学生分析原理、树立解答化学实验试题的信心.1 利用压强差的实验操作例1:(1)如图1(a)所示装置,在锥形瓶中加入足量的下列物质,能产生喷泉现象的是( ).A.碳酸钠和稀盐酸B.氢氧化钠和稀盐酸C.铜和稀硫酸D.硫酸铜和氢氧化钠溶液(2)如图1(b)所示装置,在锥形瓶外放一个水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冰水后,再加入足量的下列物质,产生了喷泉,问水槽中加入的物质可以是( ).A.浓硫酸B.食盐C.硝酸钾 D.硫酸铜答案:(1)A;(2)A.解题思路:从以上2个实验装置图中不难发现,改变上部烧瓶压强不可能,因此可以考虑增大下部气体的压强.装置(a)中,在锥形瓶中存在化学反应,结合PV=nRT ,若反应生成气体,可使得下部压强增大,结合选项易得答案.装置(b)中不存在化学反应,结合PV =nRT ,考虑对体系升温,也可以达到增加下部气体压强要求,结合选项易得答案.归类点拔:(1)喷泉的形成原理是通过改变一方的压强形成压强差,可以减小一端压强,也可以增加一端的压强.(2)只要利用了压强差的都可以类比喷泉实验来解题.例2:(节选)1,2-二溴乙烷可作抗爆剂的添加剂.图2为实验室制备1,2-二溴乙烷的装置图,图中分液漏斗和烧瓶a中分别装有浓硫酸和无水乙醇,d装置试管中装有液溴.安全瓶b在实验中有多重作用,其一是可以检查实验进行中d装置中导管是否发生堵塞,请写出发生堵塞时瓶b中的现象: ;如果实验时d装置中导管堵塞,你认为可能的原因是;安全瓶b还可以起到的作用是.答案:b中长直玻璃管内液柱上升;过度冷却,产品1,2G二溴乙烷在装置d中凝固;防倒吸.解题思路:当d装置中导管发生堵塞时,气体流动不畅,安全瓶b中压强增大,导致安全瓶b中长直玻璃管内液柱上升.由于1,2G二溴乙烷的熔点为9.79 ℃,如果d装置烧杯中冰水温度过低,1,2G二溴乙烷凝固,d 装置导管中发生堵塞.因此,安全瓶b还可以起到防倒吸的作用.拓展延伸:在传输气体的导管中部接入装置(短进短出的导管用于排气、中间一导管或者漏斗插入溶液),可用于快速观察出气的导管是否堵塞或者气流太快排放不及时而发生危险.2 消除压强差的实验操作例3:已知HCl难溶于CCl4,在图3所示装置中,不适宜于HCl气体尾气吸收的是( ).答案:B.解题思路:将HCl通过倒扣的漏斗进行吸收并将漏斗口置于液面,一方面接触面积大,另一方面由于装置冷却导致的压强差会使水倒吸入漏斗,但漏斗口会迅速和液面脱离,故A 项合理.将倒扣的漏斗伸入液面下,水会倒吸入热的发生装置从而发生危险,故B项不合适.将CCl4 置于水的下层,HCl通过导管进入CCl4 层,气体上升至水层被吸收,但HCl难溶于CCl4,即使存在压强差也仅仅使得导管中形成CCl4 液柱(消耗掉压强差后稳定),不会有冷溶液倒入发生装置而发生危险,故C项合理.将HCl通过干燥管通入水,若出现压强差水也只是倒吸入干燥管球体中即可消除压强差的影响,不会发生危险,故D项合理.能力提升:倒吸是化学实验中的一种常见实验现象,教学中常讲倒吸的原因是由于反应器冷却过程中使得其内压强减小,与外部环境形成压强差,大气压将冷的水(或溶液)压入反应器中使得热的发生装置骤冷发生爆炸.但实际上压强差会导致导管中液柱的形成,只有形成的液柱吸收(反应或者溶解)体系内的气体,持续形成的压强差将液柱压回热的发生装置,这时水才会进入到发生装置而出现装置炸裂的危险.例4:(节选)某课外活动小组欲利用CuO 与NH3 反应,研究NH3 的某种性质并测定其组成,设计了如图4所示的实验装置(夹持装置未画出)进行实验.请回答下列问题:(1)仪器A 中导管的作用是;(2)读取气体体积前,应对装置F进行的实验操作是.答案:(1)平衡分液漏斗内溶液压强,使得溶液能顺利流下.(2)慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平.解题思路:(1)该装置是由普通分液漏斗改进制成,添加橡胶管是为了消除液面上下的压强差,在重力作用下浓氨水流入烧瓶进行反应.(2)F装置在接入前,两端液面相平.产生气体进入量气管后,左侧液面下降、右侧液面上升,瓶内压强与大气压不相等,不能利用体积计算收集气体的物质的量,重新调平两侧液面,即可通过大气压折算出气体物质的量.能力提升:本题的两个装置均是为了消除压强差对实验产生的影响.用于实验时分液漏斗中添加的是易挥发的溶液(如浓氨水、浓硝酸等)或是易被空气中气体污染的溶液(如氢碘酸溶液等).添加橡胶管能保证溶液不与空气接触,且可平衡分液漏斗内溶液压强,使液体顺利流下.类似压强差这样的化学实验原理在化学实验中的应用很常见,探析原理本质,方能快速、正确的解答相关问题,从源头上解决问题.。
课程篇一、问题的提出随着新课程标准的广泛实施,基础教育改革越来越重视课程综合化设置。
淡化学科界限,强调学科交叉,在学科渗透教学中培养学生理科综合能力、创新能力和提高学生综合素养已成趋势。
近年来,化学中渗透物理学思维的试题屡见不鲜,其中有关气体压强的问题更加普遍。
纵观历届中考试题,总结以下几种类型,借以提高学生解决问题的应变能力和学科综合素养。
二、类型及解析1.气密性检查型在进行气体的相关实验时,都要对装置进行气密性检查。
试题中也经常会让学生描述如何检查气密性的操作及相关现象,学生往往因缺乏理解而解答不到位甚至词不达意。
针对此现象,可以尝试让学生从最简单的装置入手,给他们实际操作的机会,在充分的感性认识基础上加以理解。
V 1V2图2图1图3例如,图1装置气密性检查的操作常称之为“手焐法”:将导管的一端放入水中,手掌紧贴试管外壁,若导管的一端有气泡冒出,则说明气密性良好。
操作过程学生早已熟记于心,然而,学生是真正地理解了,还只是停留在死记硬背的层面?有道是“纸上来得终觉浅,绝知此事要躬行”,不妨先让他们亲自动手,然后再提出问题:①为什么要先将导管放入水中?②手焐的目的是什么?经过一番思考、讨论,学生得出将导管置于水中的目的是将气体密封,“手焐”则是使气体升温而产生压强变化,通过压强变化而产生的现若是如图2,带有长颈漏斗的气体发生装置,该怎样检查气密性?理论上也可以先关闭导管口的活塞,将装置“倒立”,漏斗口置于水中采取“手焐法”来检查,但存在由于漏斗口大而现象不明显且操作不便的不足而被舍弃。
此时,可以激发学生思考有没有其他方式使气体密封?在图1装置的启发下,学生提出可以往装置中注水,直至漏斗下端形成“液封”,然后关闭阀门,此时气体处于密封状态。
继续向长颈漏斗中注水,如果气密性良好,则由于装置内外存在稳定的压强差,漏斗内液面不会下降,这种检查方法称为“注水法”。
当然,也可以在导管口连接注射器,通过推拉注射器活塞来改变压强,观察漏斗直管内液柱升降变化来判断。
高三化学总复习材料压强差在化学实验中的应用右管液面高于左管•(1)应用与结构•启普发生器常用于固体颗粒和液体反应的实验中以制取气体,它由球形漏斗、容器和导气管三部分组成。
(如图)•(2)注意事项•如果生成的气体难溶于反应液,可以使用。
如CO2可溶于水,但难溶于盐酸,当用石灰石与盐酸反应制CO2时可用启普发生器。
•块状固体在反应中很快溶解或变成粉末时,不能使用启普发生器。
•启普发生器不能加热。
•(3)气密性检查方法•开启活塞,向球形漏斗中加水。
当水充满容器下部的半球体时,关闭活塞,继续加水,使水上升到长颈漏斗中,静置片刻,若水面不下降,则说明装置气密性良好,反之则说明装置漏气。
漏气处可能是容器上气体出口处的橡胶塞、导气管上的旋塞或球形漏斗与容器接触的磨口处。
•(4)使用操作•固体试剂由容器上的气体出口加入,加固体前应在容器的球体中加入一定量的玻璃棉或放入橡胶垫圈,以防固体掉入半球体中。
加固体的量不得超过球体容积的1/3。
液体试剂从球形漏斗口注入,液体的量以反应时刚刚浸没固体,液面不高过导气管的橡胶塞为宜。
•使用时,打开导气管上的活塞,球形漏斗中的液体进入容器与固体反应,气体的流速可用活塞调节。
停止使用时,关闭活塞,容器中的气体压力增大,将液体压回球形漏斗,使液体和固体脱离,反应停止。
•特点:符合“随开随用、随关随停”的原则。
能节约试剂,控制反应的发生和停止,可随时向装置中添加液体试剂。
仪器连接的创新与改进:九.布氏漏斗与减压过滤装置•(1)使用方法•布氏漏斗是实验室中使用的一种陶瓷仪器,也有用塑料制作的,用来以真空或负压力抽吸进行过滤即减压过滤。
发明者为1907年诺贝尔化学奖获得者爱德华·比希纳。
减压过滤(又称抽滤或吸滤),装置如图。
•使用的时候,一般先在圆筒底面垫上滤纸,将漏斗插进布氏烧瓶上方开口并将接口密封(例如用橡胶环)。
布氏烧瓶的侧口连抽气系统。
然后将欲分离的固体、液体混合物倒进上方布氏漏斗,液体成分在负压力作用下被抽进烧瓶,固体留在上方。
11压强差原理在化学实验中的应用[科学探核心素养提升○
究与创新意识]
素养说明:近年来,高考化学试题中涉及气压变化有关的试题类型不断出现,这类考题综合性较强,对同学们的能力要求较高。
尽管气压变化的情况无非增大和减小两类,但引起气压变化的因素可谓众多,对同学们的能力要求也较高,为让同学们对此类考题有一个较为全面的了解,提高解题能力,现就考查气压变化的几种情况分类说明。
1.考题印证
图一(广东卷)
图二(四川卷)
图二中B瓶为安全瓶,由于B中导管较短,不致于使液体进入A;另外起到对气压缓冲的作用。
图三(山东卷)
图三导管a起到平衡压强作用,以便使分液漏斗内的液体顺利流下。
装置B长颈漏斗起到缓冲作用,装置D可防倒吸。
2. 原理应用
(1)通过压强的变化,检查装置的气密性
(2)防止压强减小,出现倒吸现象
(3)通过增大或减小压强,产生喷泉
(4)消除压强差,以防产生堵塞现象
[题型专练]
1.下列装置中不能用来防堵塞的是()
解析A装置中的橡皮管是对气体发生装置的一微小改进,这一改进的优点就是平衡烧瓶和分液漏斗内的气压,便于分液漏斗内的液体顺利流下,可以起到防止堵塞的作用;C装置中将B和C管连通,其原理与A同,也能防堵塞;B装置中有一根导气管通大气,当气体产生速率过快而气压增大,或导气管堵塞而气压增大时,均可将瓶内的液体压入导气管而使液面上升,甚至冲出以平衡气压,防止堵塞。
答案 D
2.下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉的是()
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
解析H2难溶于NaOH溶液,不能使烧瓶内外形成较大压强差,故不能引发喷泉。
答案 B
3.如图:装置A、B在加入反应物前,怎样检查其气密性?
___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。
答案对装置A:将导管的出口浸入水槽的水中,手握住试管,有气泡从导管口逸出,放开手后,有少量水进入导管,且水柱保持一段时间不变,说明装置不漏气;对装置B:塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,从长颈漏斗注入一定量的水,使长颈漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后,长颈漏斗中与试管中液面差保持不变,说明装置不漏气
4.(2017·全国Ⅰ卷)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。
已知:NH3+H3BO3===NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)a的作用是_________________________________________________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是__________________________________。
f的名称是________。
(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开K1,关闭K2、K3,加热b,蒸气充满管路;停止加热,关闭K1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是____________________;打开K2放掉水,重复操作2~3次。
解析(1)a管作用是平衡气压,防止b中压强过大。
(2)碎瓷片防止液体加热时暴沸。
f为直形冷凝管。
(3)停止加热,管路中气体温度下降,水蒸气冷凝为液态水,形成负压,g中蒸馏水倒吸入c中。
答案(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降,管路中形成负压。