防倒吸

一、什麼時候防倒吸?

(1)加熱裝置後面需要防倒吸(溫度改變使壓強改變)

如圖1所示:圓底燒瓶加熱後,氣體受熱膨脹,會有氣體從燒杯處逸出,氣體分子數減少,再冷卻,燒瓶內壓強減小,小於燒杯上部的氣壓,燒杯內的液體倒吸回圓底燒瓶裡,有可能使未完全冷卻的燒瓶炸裂。

(2)產生的氣體極易溶於水(如氨氣、氯化氫等HX、硝酸等),有時氣體與吸收液反應比較快的也最好防倒吸(如二氧化硫被氫氧化鈉溶液吸收,最好防倒吸,但是有時候不防倒吸也不算錯)

如圖2所示,若將NH3通入盛有水的燒杯中,因為NH3極易溶於水,會導致導管內部壓強減小,小於燒杯上部的氣壓,從而發生倒吸。

二、防倒吸有哪些方法(1)局部放大法

①下圖1:倒置漏鬥

②下圖2:幹燥管

(2)安全瓶法

空試劑瓶,短進長出(下圖3)或者短進短出(下圖4)

(3)雙層液體法等

氣體在下層液體中溶解度不大,故不會因與下層液體反應導致壓強突然減小,上層液體極易發生反應吸收氣體。

如下圖5:氨氣通入 四氯化碳/水 雙層液體中,下層液體為CCl4,上層為H2O

(4)持續通氮氣等不反應氣體【例題1】

(5)操作先後法(先將導管移出液面再停止加熱)

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三、為什麼要防倒吸? 防倒吸是從安全角度看的,是實驗優化的方式之一。有沒有防倒吸一般不會影響實驗現象。

【練習1】過氧化鈣是一種溫和的氧化劑,常溫下為白色固體,易溶於酸,難溶於水、乙醇等溶劑。

(1)某實驗小組擬選用如下裝置(部分固定裝置略)制備過氧化鈣,按氣流方向連接順序為 cedabe (填儀器接口的字母編號,裝置可重復使用);實驗步驟如下:

①檢驗裝置的氣密性後,裝入藥品;

②打開分液漏鬥活塞,通入一段時間氣體,加熱藥品:

③反應結束後,先熄滅酒精燈,待反應管冷卻至室溫後,停止通入氣體;

④拆除裝置,取出產物。

實驗步驟③的操作目的是________________________________________。

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解析:“操作先後法”防倒吸,答案為“防止倒吸”

【練習2】亞硝酸鈉常用作食品防腐劑。現用下圖所示儀器(夾持裝置已省略)及藥品,探究亞硝酸鈉與硫酸反應生成氣體的成分。

已知:NO2和NO的沸點分別是21℃和−152℃。

回答下列問題:

(2)滴人硫酸前需要通人N2,其目的是___;實驗結束後還需要繼續通入N2的目的是___。

解析:裝置沒有加熱並且且沒有極易溶於水的氣體,所以就不是防倒吸的作用,而是趕氣作用,故答案為“趕走裝置中的氧氣,防止對NO的檢驗造成幹擾; 把裝置中殘留的有毒氣體全部趕入E中吸收”

【練習3】由一種短周期金屬元素和一種非金屬元素組成的化合物X可與水發生復分解反應。某校興趣小組用如圖裝置(夾持裝置略去)對其進行探究實驗。

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(5)已知B裝置中紅色石蕊試紙變藍,裝置E中試劑Z為___(填化學式),裝置E的作用是___。

解析:D中反應為氨氣還原氧化銅,所以裝置E吸收氨氣,要防倒吸;裝置F收集氮氣。D裝置是“雙層液體法”防倒吸,故答案為:“CCl4 吸收氨氣,防倒吸”

【練習4】硝酸銀是一種無色晶體,常用於照相、制鏡、印刷、醫藥等。其水溶液和固體常被保存在棕色試劑瓶中,硝酸銀不穩定,受熱分解生成固體、NO2和O2.為瞭研究AgNO3的受熱分解產物的性質,某同學設計瞭以下實驗:實驗所用的裝置如圖(圖中加熱、夾持儀器等均略去):

實驗步驟為:a.儀器連接後,放入AgNO3固體之前,關閉k,微熱硬質玻璃管A。b.稱取AgNO3固體1.7g置於A中,先通入一段時間N2,再關閉k,用酒精燈加熱硬質玻璃管A。c.待樣品完全分解,A裝置冷卻至室溫、稱量,測得剩餘園體的質量為1.08g。……(6)從實驗安全角度考慮該實驗裝置有缺陷,應如何改進?___。

解析:A裝置加熱,後面緊跟著洗氣瓶,停止加熱時會發生倒吸,不安全故答案為“在A、B裝置間加一個安全瓶”

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