中考盲点 第3期

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现行的教材中对利用启普发生器装置制备气体已降低难度或不做要求，但利用启普发生器原理来制备气体的实验却在每年中考中都会出现。由于同学们没有接触过启普发生器，或即使接触过也不理解其原理，因而对该类考题根本无法入手，据此，本文将启普发生器的结构、原理、使用条件结合近几年的中考化学试题举例分析如下，望对同学们有所裨益。

一、正确认识启普发生器

1.启普发生器的结构：如图所示，启普发生器由球形漏斗、葫芦状容器、导气管3部分组成。

2.启普发生器的使用条件：块状固体与液体反应、反应不需要加热、生成的气体难溶于水（或不易溶于水）。

3.启普发生器的工作原理：打开活塞，球形漏斗中的液体与葫芦状容器内的固体接触，反应开始，若收集到所需气体后，关闭活塞，气体将液体压回球形漏斗，固体与液体分离，反应停止。

4.使用启普发生器制备气体的优点：能根据需要控制反应的进行，使反应随时发生或停止。

二、考题例析

例1在没有现成的CO2气体发生器的情况下，请你选用图1中的部分仪器，组装成一个简易并且能随用、随停的CO2气体发生装置。

（1）应选用的仪器是_________（填入仪器的编号）。

（2）若用上述装置制取CO2气体，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状石灰石，采取比较合理的方案，应选用的药品是________。

解析：本题要求组装的装置要具有随用、随停的特点，与启普发生器制备气体的优点相同，因此可根据启普发生器的工作原理决定组装的装置：把固体反应物放入装置e中，塞上带导管的橡胶塞（装置c）；将该装置固定于铁架台上，下面放上液体反应物，组装的装置如图2所示；对于实验用品来说，同学们都知道制取CO2需要大理石和稀盐酸，不能用大理石和稀硫酸，但因题中没有稀盐酸，所以容易错选稀硫酸和块状纯碱。纯碱虽是块状，但它能溶于水，所以不适宜在此容器中反应，稀硝酸可与石灰石反应制CO2，题中虽没有稀硝酸，但可将浓硝酸稀释成稀硝酸。

例2 如图3所示的9种仪器中，B是底部有小孔的式管，F是大小合适的有孔塑料板，E是橡皮塞（多个供选用）。另外，备用的橡皮塞的打孔器、各种导气管和玻璃纤维未画出，也可随意选用。

试从上述提供的实验用品中，选择适合者，根据启普发生器的工作原理，组装成能随时控制反应的发生和停止的简易的二氧化碳发生器（不要求收集），试画出你设计的几种装置的示意图（铁架台可以不画出）。

解析：本题要求同学们能根据启普发生器的工作原理，设计能随时控制反应的发生和停止的简易的二氧化碳发生装置，是对实验设计能力、创新精神的考查，同时也是对思维的灵活性、广阔性的考查。理解化学实验的原理，掌握常用的化学实验技能，是正确解答该类实验题的基础。

答案：

（其他答案合理也可）

例3 实验室通常用锌和稀硫酸反应制取氢气。

（1）反应的化学方程式为__________________。

（2）图4是小明用废旧物品设计的一个制取氢气的发生装置。

该装置的优点是：__________________

①利用废旧物品代替化学仪器既能达到实验目的，又能解决实验仪器缺少的问题；

②装置中的眼药瓶可随铜丝上下移动，因此在制取氢气的过程中具有__________________的优点。

解析：用锌和稀硫酸反应制取氢气的原理是：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，小明使用废旧物品代替化学仪器设计实验，既便于取材又解决了实验仪器的短缺问题；装置中带孔的眼药瓶内应盛有锌粒，点滴瓶中盛有稀硫酸，铜丝上下移动，使锌粒与稀硫酸随时接触或分开，从而控制反应的进行。

答案：（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2；（2）可根据需要使反应随时发生、随时停止。

例4图5所示的是实验室制备氢气的装置图。该装置的特点是：打开弹簧夹，锌粒和稀硫酸接触，发生反应。关闭弹簧夹后，硫酸被反应产生的氢气压回长颈漏斗，与锌粒分离，反应停止。用该装置制备氢气，可取得节约药品和取用方便的效果。

下面A、B、C、D四套装置中，哪些可以产生与上图装置相同的效果？

解析：图5是一个符合启普发生器原理的简易装置，其优点是可以随时使反应发生，随时使反应停止。A装置中，当关闭弹簧夹时，锥形瓶内压强大于大气压强，可将酸液压回长颈漏斗，但长颈漏斗末端没有完全接触锥形瓶底，不能使Zn与稀H2SO4完全脱离接触，故反应不能完全停止；B装置可将破损的试管上移或下移，使稀硫酸与锌粒接触或分离，便于控制反应的发生或停止；C装置关闭弹簧夹，试管内气体压强只能将酸液向下压，并不能使Zn粒与酸液脱离接触，最终可能是气体将橡皮塞冲开；控制D装置橡胶管处的弹簧夹，也能使反应随时发生或停止。

答案：B 、 D 。

例5图6所示的是一个二氧化碳发生装置，对其优缺点的评价，错误的是（ ）。

A.所用材料均为家庭废品，有较好的资源利用意识

B.使用碱石灰（主要成分NaOH和生石灰）有利于得到干燥的二氧化碳气体

C.将石灰石放入铜丝网，不用时可使反应停止，体现便利使用的设计思想

D.利用拉动铜丝的设计，要注意保证气密性良好，方能使实验成功

解析：本题主要考查二氧化碳的制备、干燥、废旧材料的应用等知识。该装置利用废弃物进行实验并且能使实验随时发生或停止，体现了较好的资源意识和便利使用的设计思想，当然，制备气体的前提是确保装置的气密性良好，但碱石灰中的NaOH和生石灰均能与CO2气体反应，所以不能用碱石灰来干燥二氧化碳气体。

答案：B。

例6图7所示装置可用于实验室制取某些气体，并能随开随用，随关随停，下表中所选用的药品及制取的气体完全正确的一组是（）。

解析：利用该装置制备气体的要求是“随开随用、随关随停”，其原理与启普发生器相同。制备氢气和二氧化碳均适宜用启普发生器，但制备氢气一般用锌粒和稀硫酸，不能用浓硫酸；制备二氧化碳一般用大理石和稀盐酸，稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石的表面，阻止反应的进行；碳酸钠与稀硫酸反应尽管也产生二氧化碳，但由于碳酸钠易溶于水，无法做到与酸液的分离，也就无法控制反应的进行。

答案： C。

三、跟踪练习

下图所示为某化学兴趣小组设计的4套实验室制取二氧化碳的发生装置，请根据要求回答下列问题：

（1）可以随时添加酸液，而不影响收集气体的装置是________________（填序号）。

（2）装置A、B有何优点？

（3）检查C装置气密性的正确操作方法是_____________。

参考答案：

（1）C；（2）可以随时控制反应的发生和停止；（3）向长颈漏斗中注入适量水使之将漏斗口液封，然后将导气管放入水中，双手握住容器，如能观察到导气管口有气泡冒出，则证明装置气密性良好。

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