压强差在气体性质实验中的应用

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文章编号：1005－6629(2008)08－0009－02中图分类号：G633.8 文献标识码：C

究竟如何提高演示实验教学的质量呢？首先，要提高实验的可观性。所谓可观性，就是实验现象鲜明，便于学生观察。其次，增加实验的趣味性。学生的好奇心特别强且富于幻想。采用趣味演示能使学生的对实验有新奇感，让学生在愉快的实验中度过，轻松理解所学的知识。压强差在检验装置的气密性、防倒吸、防堵塞以及喷泉实验中得到很好的利用。不仅如此，压强差还可以用来设计有关气体的性质实验。下面结合实例，介绍如何巧妙使用压强差来设计和改进演示实验。

1利用反应产生的压强差，让实验现象更加鲜明

硫化氢和二氧化硫的反应，由于两种气体都有毒，产物中还有固体硫产生，实验装置要兼顾现象和安全性，如图1所示。将事先收集好硫化氢和二氧化硫的两个锥形瓶按图1所示连接好，二氧化硫在上，硫化氢在下。两气体接触后发生反应，随着反应进行体系的压强减小，瓶2中的气球逐渐增大。一段时间后瓶2的瓶壁上还有黄色的硫产生。实验现象鲜明，无污染，安全可行。此装置同样可以用于氨气和氯化氢气体的反应。

二氧化氮和水的反应在二氧化氮的化学性质中有着举足轻重的地位。利用反应产生的压强差同样可以改进实验。如图2所示，向事先收集好二氧化氮的圆底烧瓶中注入水，随着反应进行气体的颜色逐渐变淡，瓶内压强也逐渐减小，瓶中气球逐渐膨胀。再向瓶内注入氧气，气体颜色加深，振荡后又变淡。反复几次，直至完全反应。整个过程，学生可以轻松的观察到反应的进程，并且可以检验出反应的产物。实验装置简单，安全，无化学污染。

2 人为利用压强差，巧妙设计实验

利用压强差可以用于检验香烟燃烧的产物（见图3）。根据科学家实验统计，香烟烟雾中有一千多种化合物，其中至少有三百种化合物在不同程度上有毒，如一氧化碳，尼古丁、醛类等。有的还具有致癌作用，如联苯胺、亚硝胺、3，4-苯并芘等。本实验仅检验一氧化碳、尼古丁和醛类。一氧化碳可与鲜血中的血红蛋白结合，这时血红色的血液会变成鲜红色，表示血液中毒。尼古丁又叫烟碱，烟碱遇氯化汞溶液会产生白色沉淀。醛类可通过银镜反应来检验。在试管3中加入3毫升到5毫升新鲜的动物血(鸡、鸭等家禽的血都可)，加少量苯酸钠作抗凝剂。实验时打开止水夹，点燃香烟，广口瓶中因氢氧化钠溶液的流出产生负压，使燃烧产物沿导管被吸入，几乎不向空气中扩散，使香烟的烟雾通过试管1(其中盛入1/3管蒸馏水)，再通入试管2。当点燃到第四支香烟时，血液可明显的看出由血红色逐步变成鲜红色，这说明一氧化碳与鲜血中的血红蛋白结合。试管2中加入10毫升95％的酒精，当点燃到第三支香烟时，可看到酒精的颜色逐渐变为黄色，当点完第七支香烟时，溶液可变为褐色。取下试管2，倒2毫升褐色溶液于另一试管中，再滴入几滴氯化汞溶液，立即生成白色沉淀，这说明有尼古丁存在。最后取下试管1，倒5毫升溶液于另一试管中，加2毫升银氨溶液，放在水浴中微热，可观察到有银镜生成。

用带有过滤嘴的香烟代替普通香烟，做同样的试验以作对比。（实践证明，有过滤嘴和没有过滤嘴的香烟，其烟雾没有明显区别，说明过滤嘴仅能滤掉微粒而滤不掉有毒气体。）此实验过程生动地再现了吸烟对人体产生的危害，实验现象鲜明。整个实验装置简单、严密。不会产生任何化学污染，操作可行。

将此装置稍微加以改变，根据燃烧物质的性质，选择对应的试剂即可。如硫化氢的燃烧产物中含有有毒气体二氧化硫，在设计实验时也应考虑到安全隐患（见图4）。实验时，打开止水夹，点燃硫化氢气体。广口瓶中因氢氧化钠溶液的流出产生负压，使燃烧产物沿导管被吸入，几乎不向空气中扩散，实验中观察到试管1中的溶液变蓝，说明有水生成；试管2中的品红溶液褪色，说明产物中有二氧化硫；漏斗壁上有黄色固体物附着，说明有硫化氢不完全燃烧产物。实验结束后及时关闭止水夹，广口瓶中吸收二氧化硫等有毒气体。实验现象明显，无化学污染，学生可以轻松观察出硫化氢气体燃烧的整个过程和其产生的产物。