14.初高中化学衔接——启普发生器的构造和原理

初高中化学衔接——启普发生器的构造和原理
第一部分：知识点讲解
知识点1：了解启普发生器的结构与工作原理
启普发生器的构造和工作原理
如图所示,启普发生器由三部分构成：1.球型漏斗 2.容器部分 3.带活塞的导管部分.以实验室制氢气为例,使用时,开启活塞,酸由球形漏斗流入容器至其与锌粒接触,反应产生氢气.关闭活塞,由于氢气压强增大,酸被压回球形漏斗,与锌粒脱离接触,反应停止.
知识点2 ：理解启普发生器气密性检验原理
启普发生器气密性检验
关闭导气管上的活塞,从球形漏斗口处加入水,当水浸没球形漏斗下端后,继续加入水,球形漏斗内外会出现液面差,观察液面,在一段时间内不发生变化,表明气密性良好.
知识点3：掌握启普发生器简易装置的设计与原理
第二部分教材剖析
初中课标：不做要求
高中课标：对启普发生器不做要求,但要求学生掌握由中学化学常见仪器组成的简易装置
建议：作为实验教学衔接内容,补充启普发生器的有关知识
第三部分教案示例启普发生器
知识目标 1.了解启普发生器的结构与工作原理
2. 掌握启普发生器简易装置的设计与原理
能力目标能进行启普发生器简易装置的设计
情感目标体验实验装置的设计和评价
教学方法讲练结合
教学过程
一、展示并讲解启普发生器的结构与工作原理
如图所示,启普发生器由三部分构成：1.球型漏斗,2.容器部分,3.带活塞的导管部分.以实验室制氢气为例,使用时,开启活塞,酸由球形漏斗流入容器至其与锌粒接触,反应产生氢气.关闭活塞,由于氢气压强增大,酸被压回球形漏斗,与锌粒脱离接触,反应停止.
二学生讨论：如何检验启普发生器的气密性？
提示：启普发生器不能加热
结论：使用液封法----关闭导气管上的活塞,从球形漏斗口处加入水,当水浸没球形漏斗下端后,继续加入水,球形漏斗内外会出现液面差,观察液面,在一段时间内不发生变化,表明气密性良好.
三、练习
在没有现成的CO2气体发生器的情况下,请你选用下图中的部分仪器,装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置.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、块状大理石,比较合理的方案应选用的药品___________________.
[分析]题设要求设计能随开随用、随关随停的气体发生装置,显然与启普发生器的原理是相同的.设计的关键在于当我们需要反应停止时,关闭导气管开关,产生的气体能将液体压回容器中从而与固体分开,反应停止.装置如下图：
反应试剂的选择同样应遵循使用启普发生器的对药品的要求,必须选择难溶于水的块状固体,此处应选块状大理石,由于硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙为微溶物,它覆盖在碳酸钙的表面将不利于反应的进一步进行,因此只能选择硝酸,由于浓硝酸的挥发性大,因此还用水稀释.
实验时,大理石置于干燥管内〔必要时底部可衬玻璃纤维等〕,稀硝酸放在烧杯中.
根据启普发生器的工作原理,我们还可设计其他一些形式的启普发生器原理式反应装置,如
下两例：
典型例题
1.下列制备H2的装置正确的是〔〕
2.以实验室制取氢气为例,设计启普发生器的简易装置。