集气瓶的一般应用

肖清学��

集气瓶是初中化学实验中常用的一组仪器，它由集气瓶、双孔橡皮塞、两根直角玻璃导管组成.集气瓶的用途广泛，应用时所涉及的化学知识点比较多，同时也是各种考试的热门考点之一.

有关集气瓶在初中化学教学中的应用，一般可归纳为以下几个方面.

一、气体的收集或储存的应用

集气瓶用来收集并储存气体时，进气管的选择要依据被收集的气体的性质和集气瓶中的物质来决定.

1.利用集气瓶排空气收集气体

将集气瓶中的空气排出收集密度比空气大的氧气、二氧化碳等气体时，被收集的气体从长管（伸入集气瓶内较长，接近集气瓶底部的导气管）导入，集气瓶内空气只能从短管（伸入集气瓶内较短刚刚露出橡皮塞少许的导气管）内排出，即“长进短出” .当用集气瓶排空气收集密度比空气小的气体时，如氢气、甲烷、一氧化碳等，被收集的气体只能从短管进入，瓶内的空气从长管排出，即“短进长出”.

例如，在实验室里，常用加热固体氯化铵和固体氢氧化钙两种物质的混合物的方法来制取氨气；加热分解高锰酸钾的方法制取氧气.已知在标准状况下，氨气的密度为0.77g/L，氧气的密度为1.29g/L，空气的密度为1.293g/L，且在常温常压下1体积的水能溶解约700体积的氨气.若用集气瓶分别收集上面两种气体时，气体分别从哪端进入？答案：氧气由长管进入，氨气由短管进入.

2.利用集气瓶排水收集气体

条件是：该气体不宜溶于水或难溶与水，不与水发生化学反应.原理是：被收集的气体在集气瓶内产生大于瓶外的大气压，将集气瓶内的水从长管压出而将气体收集.方法是：集气瓶内预先装满水.被收集的气体是从b管进入，使水从a管流出.即“短进长出”.

例如，在实验室里，不能用集气瓶收集氨气、二氧化碳等气体，但能收集氢气和氧气.

二、用集气瓶收集气体时的验满问题

用排空气法收集氧气验满时，可将带火星的木条放在出气管口，观察带火星的木条是否复燃，若带火星的木条复燃，表明氧气已收集满，反之则未满.用控空气法收集二氧化碳气体验满时，应将出气管插入盛有澄清石灰水的烧杯中，观察排出的气体，如果能使澄清的石灰水迅速变浑浊，表示二氧化碳气体已收集满，反之则未收集满.用排空气法收集氢气时，不能用在导管口直接点燃氢气的方法来验满，而应用排水集气法在出气管口收集一试管该气体，然后用爆鸣法检验试管中的气体，若产生爆鸣声音很小，则表明试管中收集的氢气纯净，同时也表明集气瓶中的氢气已收集满.

用排水法利用集气瓶收集气体时，只要观察到集气瓶中的水已排空，则表明气体已收集满.

三、取用贮存在集气瓶中气体的方法

将贮存在集气瓶中不与水反应且不易溶于水的气体从集气瓶中导出时，可将水从长管中流入，将气体从短管中压出.若集气瓶中的气体溶于水，且与水发生反应，从长管中流入的应是不溶解该气体、不与该气体发生反应、不挥发的液体.

四、利用集气瓶除去气体中杂质

利用集气瓶除去气体中某些杂质的原理是：含某种杂质的气体通过集气瓶中的试剂时，该气体不与试剂发生反应，只有其中的杂质能与试剂发生化学反应，或者直接被吸收，从而达到净化气体的目的.

例如，在实验室里，我们用分解过氧化氢溶液制得干燥的氧气，可将气体发生装置导气管与盛有浓硫酸集气瓶的长管连接，再将集气瓶短管与集气瓶连接.这样混合气体通过浓硫酸时，其含有的少量水蒸气被浓硫酸吸收，收集到的气体就是干燥的氧气.

五、利用集气瓶测定气体体积

将集气瓶装满水，再与量筒通过导管连接就可以测定不溶于水且不与水反应的气体体积.原理是：从集气瓶排出水的体积约等于收集到集气瓶中气体的体积.

六、检测是否有气体通过以及气体的流动速度

在医院里给病人输氧气时，利用类似集气瓶的装置，就是为了观察是否有氧气输出，氧气输出的速度快慢，同时又能给氧气加湿，适于病人呼吸的需要.

七、集气瓶作为“安全瓶”，防止发生爆炸

例如，甲烷、氢气、一氧化碳等可燃性气体中若混有一定比例的空气或氧气，遇明火时可能会发生爆炸，造成一定的危害.为防止此事故的发生，可在储气或产气装置与要点火的尖嘴导管之间加装一个盛有较多水的集气瓶.当点燃不纯气体引起爆炸时，通过集气瓶中的水可以切断气源，防止所有装置被牵连而爆炸，使事故降低到最低点.

总之，集气瓶可以“一器多用”，与之相关的应用还有很多.在使用集气瓶时，一定要注意气体的流向，不能长时间盛放碱性液体洗涤剂，用过后要用及时清洗洁.