韋艷蓉

壓強(qiáng)差問題在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中頻頻出現(xiàn)，但學(xué)生對它的認(rèn)識零碎而膚淺，缺少深入思考，具體表現(xiàn)為解決此類問題往往只憑經(jīng)驗(yàn)。有鑒于此，筆者以教材實(shí)驗(yàn)為本，對初中階段接觸到的有關(guān)壓強(qiáng)差問題的知識或?qū)嶒?yàn)進(jìn)行了較為全面的歸納整理，力求形成解決此類問題的基本思路，達(dá)到觸類旁通的目的。

一、壓強(qiáng)差的產(chǎn)生

以初中化學(xué)教材中出現(xiàn)的裝置為例（如圖1所示），由實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的現(xiàn)象可以推知產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，進(jìn)而推出產(chǎn)生壓強(qiáng)差的方法。增大壓強(qiáng)的方法主要有加熱、加水、注氣、溶解放熱、化學(xué)反應(yīng)（放出氣體、放熱）。減小壓強(qiáng)的方法主要有降溫、抽氣、溶解吸熱、化學(xué)反應(yīng)（吸收氣體、吸熱）。

二、壓強(qiáng)差的利用

（一）解釋常見的現(xiàn)象

1.壓強(qiáng)差使氣球（或塑料瓶）脹大或變癟（如圖2所示）。

2.壓強(qiáng)差使U形管液面發(fā)生變化[1]（如圖3所示）。

3.壓強(qiáng)差使液體（或氣體）倒吸或被壓出（如圖4所示）。

（二）檢查裝置的氣密性

實(shí)驗(yàn)裝置檢查氣密性的方法有多種，以初中化學(xué)教材最基本的3套裝置為例（如圖5所示），可將氣密性檢查一般思路概括為：①制造密閉體系； ②改變壓強(qiáng)；③觀察現(xiàn)象。

裝置改變，但檢驗(yàn)思路一樣。以干燥管為例，檢查氣密性的方法可以是：①關(guān)閉止水夾，將干燥管壓入帶有水的燒杯中[如圖6（1）所示] ，若干燥管內(nèi)液面低于燒杯內(nèi)液體液面，且一段時(shí)間后，干燥管內(nèi)的液面保持不變，則證明氣密性好；②打開止水夾，導(dǎo)管口連注射器，把干燥管放入水中，慢慢拉注射器，若水進(jìn)入干燥管，關(guān)閉止水夾，干燥管內(nèi)液面保持不變，則證明氣密性好；③打開止水夾，導(dǎo)管口連注射器，把干燥管放入水中[如圖6（2）所示]，慢慢推注射器， 若干燥管口有氣泡冒出， 則證明氣密性好；④堵住干燥器一端，另一端連注射器，[如圖6（3）所示]，若注射器難以推（拉）動(dòng)，則證明氣密性好。

（三）控制反應(yīng)的發(fā)生和停止

以初中化學(xué)教材為例，利用長頸漏斗、多孔隔板組裝成隨開隨用、隨關(guān)隨停的氣體發(fā)生裝置（如圖7所示），原理是：夾緊止水夾后，容器內(nèi)壓增大，使反應(yīng)物分離，反應(yīng)停止。

其他隨開隨用、隨關(guān)隨停的氣體發(fā)生裝置（如圖8所示），原理也是通過壓強(qiáng)差使反應(yīng)物分離反應(yīng)停止。

（四）收集氣體

以初中化學(xué)教材最基本的3套收集裝置為例（如圖9所示），收集裝置選擇的依據(jù)為：①氣體的密度；②氣體的溶解性；③氣體是否與空氣反應(yīng)。

其他收集裝置選擇依據(jù)一樣，但要注意氣體的進(jìn)口。如圖10（1）所示，適用于不與水反應(yīng)且不溶于水的氣體，從B口進(jìn)氣。圖10（2）所示，收集密度比空氣小的氣體時(shí)從B口進(jìn)氣，收集密度比空氣大的氣體時(shí)從A口進(jìn)氣。圖10（3）所示，收集密度比空氣小的氣體時(shí)從A口進(jìn)氣，收集密度比空氣大的氣體時(shí)從B口進(jìn)氣。

（五）測定氣體的體積

1.利用針筒直接收集讀數(shù)（如圖11所示）。

2.用氣體將水排到量筒中間接測量（如圖12所示）。但若氣體和水反應(yīng)或能溶于水，可在水面上加一層油或?qū)⑺畵Q成不與氣體反應(yīng)的液體。

3.用量氣管收集讀數(shù)（如圖13所示）。

三、壓強(qiáng)差的消除

（一）控制實(shí)驗(yàn)步驟

用量氣管收集讀數(shù)（如圖13所示），必須調(diào)整量氣管兩邊液面相平再讀氣體體積，以免氣體受到水柱壓力被壓縮，體積讀數(shù)偏小。

如“測定空氣中氧氣含量”實(shí)驗(yàn)，先等集氣瓶冷卻到室溫，再打開止水夾讓水倒流（如圖14所示），以免紅磷燒完立即打開止水夾時(shí)，集氣瓶內(nèi)溫度過高、壓強(qiáng)過大，倒流過來的水小于1/5。

“高錳酸鉀（或氯酸鉀和二氧化錳）制氧氣”實(shí)驗(yàn)（如圖15所示），實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先將導(dǎo)管移出水面再熄滅酒精燈。以免先熄酒精燈時(shí)溫度下降，試管內(nèi)氣壓變小，水槽中的水倒流到試管中使試管炸裂。

“探究煉鐵原理”實(shí)驗(yàn)（如圖16所示），實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)先熄滅酒精燈，繼續(xù)通CO直到玻璃管冷卻。以免先熄酒精燈時(shí)溫度下降，玻璃內(nèi)氣壓變小，石灰水倒流。

（二）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

1.改為恒壓式

如實(shí)驗(yàn)室用分液漏斗裝置（如圖17所示）制取氣體時(shí)，一段時(shí)間后液體滴下就不順利了（氣體制備過程中，氣體產(chǎn)生速率太快而造成單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)增多，氣壓增大）?？梢栽诜忠郝┒泛蛨A底燒瓶間連一根膠皮管。這一改進(jìn)使得分液漏斗與燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)始終相等，便于分液漏斗內(nèi)的液體順利流下，可以起到防止液體堵塞的作用。

2.改為防阻式

在容器口放一團(tuán)蓬松的棉花（如圖18所示），可以防止氣壓過大藥品沖出容器。

3.改為防倒吸式

對于溶解度不大的氣體，直接將導(dǎo)氣管通入水中[如圖19（1）所示]；對于溶解度較大的氣體，要防止壓強(qiáng)差產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象[如圖19的（2）-（4）所示]。

以上是筆者對實(shí)驗(yàn)中壓強(qiáng)差的專題總結(jié)。通過這種以點(diǎn)帶面的歸納整理，可以引導(dǎo)學(xué)生迅速尋找相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識創(chuàng)造性的表達(dá)。在回顧整理過程中滲透研究問題的方法和一些重要的化學(xué)思想，從而提升學(xué)生的思維層次。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何雙安.與“氣壓差”有關(guān)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2010（12）：19-20.