浅谈初中化学教学中装置气密性的检查

朱爱华

（南京外国语学校 江苏 南京 210008）

一、问题的提出

笔者在对初三学生进行《第六单元 碳和碳的氧化物》的单元测验时，要求学生描述锥形瓶带长颈漏斗装置气密性检查的方法，批改试卷时发现学生的答案差强人意，得分率很低。其实，笔者在课堂上讲解氧气的实验室制法和二氧化碳的实验室制法时都详细地讲解过，还着重强调了描述的注意事项。笔者反思，简答题本来就是学生的弱项，再加上这套锥形瓶带长颈漏斗装置气密性检查的方法有较多注意事项，学生确实不容易记住，确实不容易回答得全面到位。笔者不禁问自己，该实施怎样的教学策略，才能达到有效教学呢？

二、装置气密性检查的方法和原理

初中化学教学中需要检查装置气密性的主要有以下一些装置。

1．常见装置

（1）最简单的装置

通常采用热涨冷缩法。即先将导管一端放入水中，再用手捂住试管外壁（若反应器体积较大且装置复杂，可用酒精灯微热仪器），若导管口有气泡冒出，停止加热后导管内形成一段水柱，则装置的气密性良好。

该方法的原理是：利用试管中的橡皮塞和水中的导管，密封住一定量的空气。该空气受热膨胀，若试管上的橡皮塞处不漏气 （即装置气密性好），则气体会逸出导管；若装置漏气，气体就会从试管口逸出，水中导管口就看不到气泡。

（2）带长颈漏斗的装置

通常采用液差法。即关闭止水夹，向长颈漏斗中加水至浸没末端，继续加水至长颈漏斗中形成一段水柱，静置一段时间后，若长颈漏斗中的液面不下降，则装置的气密性良好。

该方法的原理是：利用止水夹和浸没在水中的长颈漏斗，密封住一定量的空气。当长颈漏斗中的水柱高度一定时，被密封的空气的压强就一定了，体积也就一定了。若装置不漏气，过一段时间，长颈漏斗中的液面就不会下降；若装置漏气，则液面会下降。

2．特殊装置

（1）带注射器的装置

方法：关闭K，将注射器活塞向外拉出（或推进）一小段，松手后看其是否回到原位。或：用酒精灯微热锥形瓶，若注射器活塞外移，冷却后又回到原位，说明气密性良好。

原理：利用分液漏斗、橡皮塞和注射器密封住一段空气。将注射器活塞向外拉出一小段，气体的体积增大，压强减小；撤去外力后，压强和最初状态时相同。若装置不漏气，注射器会恢复原状；若装置漏气，气体体积比最初状态时要小，注射器将会向里运动。

（2）带连通器的装置

方法：提高D管，C、D液面之间存在一定的高度差，静止片刻后，若高度差不变，则装置的气密性良好。

原理：利用分液漏斗、橡皮塞和C管中的水，密封住一段空气。提高D管后，C、D管液面存在高度差，被密封的空气压强一定了，体积也就一定了。若装置不漏气，则C、D液面之间的高度差保持恒定；若装置漏气，则C、D液面会相平，即不存在高度差。

（3） 其他装置

方法：关闭弹簧夹，将干燥管放入带有水的烧杯中，若观察到干燥管内的水面比烧杯内的水面低，且过一段时间后干燥管内的水面保持不变，则表明该装置的气密性良好。

原理：利用弹簧夹、橡皮塞和烧杯中的水，密封住一段空气，将干燥管放入带有水的烧杯中，空气被压缩，体积减小，压强增大，所以干燥管内的水面比烧杯内的水面低。此时，被密封的空气压强一定，体积一定。若装置不漏气，则干燥管内的水面保持不变。

总之，由上述可以看出：检查装置的气密性的一般方法是：先想办法（一般采用液封法）密封住一段空气。如果装置不漏气，那么：

①若微微加热该段空气，则气体受热膨胀，就会逸出水面。

②若该空气的压强一定，则体积一定，则注射器的活塞会归位或液面之间的高度差保持恒定（见其他）。

三、教学建议

常见气体的制取、收集和性质检验等是初中化学实验中常见的基本操作。其中，装置气密性的检查是展开这些实验的第一步，也是重要的一步。装置气密性的检查是实验的重点，也是各省市的中考试卷甚至是高考试卷中的考查热点。

由于制取气体的装置有多种，检查方法有多样，操作上的注意事项有很多，因而装置气密性的检查是学生实验中的薄弱环节，也是教学中的难点。那么，如何让学生掌握这类题型的解题关键呢？

检查装置的气密性既然是化学实验的重要组成部分，那么就应该让学生走出题海，走进实验室，进行实际操作，不能只是纸上谈兵。

笔者让学生在实验室检查带长颈漏斗的装置的气密性，发现学生动手操作前不做任何思考，操作时手忙脚乱。

大部分学生检查该装置的气密性时，都没有先关闭止水夹，结果发现这样无论加入多少水，水都全部进入广口瓶，长颈漏斗中不会形成水柱。他们中的有部分学生很快就找出问题所在，知道了必须先关闭止水夹。

操作时，还有的学生说，看不出长颈漏斗中的液面是否下降，可见他们在操作时并没有在长颈漏斗上做记号，因而无法看出液面的变化情况。而这一点在试卷上作简答题时通常是不需要写出来的。可见，在实验室里操作和在试卷上答题还是有差别的，高分学生不等于高能学生。

为了让学生更好地掌握装置气密性的检查，进一步加深学生做实验和答试卷的印象，笔者做了如下尝试：

第一步，让学生两人一组（本校的学生实验都是两人一组进行实验），先讨论装置气密性检查的实验步骤，记下方案；

第二步，按照记录的实验步骤进行操作，结合实际的操作，改善方案；

第三步，整理归纳，总结反思，得出检查装置气密性的实验步骤和注意事项；

第四步，引导学生思考，该方法的原理是什么，即为什么静置一段时间后长颈漏斗中的液面不下降就表明装置不漏气。

笔者发现，这样进行教学，学生对于该装置的气密性检查掌握得还是比较透彻的，不再烦恼考试时如何叙述，也不再烦恼记不住实验步骤了。

笔者在课堂上讲解带连通器的装置气密性的检查时，发现如果只是简单地告诉学生装置气密性检查方法的结论，有部分学生是不理解“其所以然”的。因而教师要带着这套装置进入课堂，演示给学生看，让学生思考原理，帮助学生理解该装置气密性检查的方法，从而解决这一难点。

总之，化学是一门以实验为基础的学科，在进行装置气密性检查的初中化学教学中，当以实验为基础，才能进行有效教学！