中考化学：奇妙的“多功能瓶”

多功能瓶是化学中常用且重要的装置之一，在实验中可用于收集气体、检验气体、净化气体等多种用途，在医疗中可用于氧气的控制器。因其用途广泛、使用简便，被称为多功能瓶。

多功能瓶由导管、胶塞、集气瓶组成。导管通常包括一根长导管，一根短导管。也可能是两根长导管或两根短导管（如下图）。其作用原理通常是通过气体通入瓶内造成压强增大，从而将瓶内的气体或液体排出达到目的。

集气功能

多功能瓶集传统的排水法、向上排空气法、向下排空气法于一体，选择收集方法的依据与传统收集方法相同，只是操作不同。

1.排空气法收集

装置：集气瓶中是空气，没有其他试剂。根据不同气体的密度，选择不同的进气方向

①收集密度明显比空气大，且不与空气成分反应的气体，采取“长进短出”操作（如下图。从长导管通入的气体汇聚在集气瓶下部，便于把空气从上部短导管中排出）。如收集CO2、O2

②收集密度明显比空气小，且不与空气成分反应的气体，采取“短进长出”操作（如下图。从短导管通入的气体汇聚在集气瓶上部，便于把空气从下部长导管中排出）。如收集H2

③收集有毒或有污染的气体时不能用传统排气法，因为排出的空气中会带出部分有害气体，但可以用多功能瓶的排气法收集，后面连接尾气处理装置（如下图）。

④有的题目中会出现下图装置，个人认为这种装置使用不便，而用瓶口朝上放置的多功能瓶已能满足收集气体的一切功能。若使用该装置，收集密度比空气大的气体，从b端通入气体；收集密度比空气小的气体，从a端通入气体。

2.排水法收集

装置：集气瓶中盛满水，在出水导管后连接烧杯接水。采取“短进长出”的操作方法（如下图。从短导管通入气体后，由于气体密度小于水，气体在集气瓶上部汇聚，便于把水从下部长导管中排出）。

如果气体能溶解于水或与水反应，可以在瓶中装满其他液体(如煤油)，或者在水面上放一层液体（如植物油），使气体与水隔绝起来进行操作（如下图）。

3.量气装置

利用多功能瓶可以组装成量气装置，主要用于反应过程中测量生成气体的体积。

装置：多功能瓶使用与排水集气法相同，后面连接量筒（如下图）。

如锌与盐酸反应制取氢气，测量生成氢气的体积。生成的氢气由短导管通入，水由长导管排出至量筒中，量筒内测得的水的体积就是制得的氢气体积（忽略导管中的残留水）

注意：集气瓶中若未装满水而留有空气，瓶内原有空气的体积不影响测定结果。因为排出水的量是由通入的气体压强造成。

洗气功能

当利用多功能瓶进行气体的检验、净化与干燥时，我们也将此叫做洗气装置（或洗气瓶）。

装置：瓶内盛装约1/2体积液体试剂，长导管必须伸到液面以下。采取“长进短出”的操作。

1.检验气体：如检验CO中是否混有CO2，应通入澄清石灰水（如下图）。长导管通入气体后，观察有无白色沉淀生成来判断是否有CO2，CO由短导管导出。

2.净化气体（气体的除杂）：如除去氢气中的氯化氢气体，可以用氢氧化钠溶液（如下图）。长导管通入气体后，氯化氢被氢氧化钠溶液吸收，氢气由短导管导出。

3. 干燥气体：干燥氢气、氧气、二氧化碳等气体时，可以用浓硫酸做干燥剂（如下图）。长导管通入气体后，水蒸气被浓硫酸吸收，干燥的气体由短导管导出。

双重功能

装置：集气瓶内装满液体，两根导管均伸入瓶内液面下（如下图）。气体能通入但不能导出。一根长导管使通入的气体被溶液吸收，同时另一根在液面下的长导管能够排出液体而收集气体。

如在瓶中装满氢氧化钠溶液，除去CO2的同时收集一瓶CO。

安全瓶功能

装置：两根导管均伸入瓶内少许。液体能进入但不能排出。

对于有些需要加热生成气体的变化，为避免加热不均或停止加热后造成液体倒吸，常在发生装置和洗气装置（或其他与液体反应装置）之间连接安全瓶，以防止液体倒吸到发生装置而炸裂（如下图）。

对于有些极易溶于水的气体，如氯化氢、氨气等，常在收集装置和尾气处理装置之间增加一个安全瓶，可有效地防止倒吸现象。

实际生活

在医院给病人输氧气时，利用了类似多功能瓶装置，在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。长导管连接供氧钢瓶，短导管连接病人吸氧导气管。

该装置可用来观察输出氧气的速度，也可用来观察是否有氧气输出。

1.请结合图示实验装置，回答下列问题。

2.某化学兴趣小组同学利用图中所示装置模拟炼铁。

3.氨气是一种无色、有强烈刺激性臭味的气体，极易溶于水．水溶液呈碱性，实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物来制取氨气。某兴趣小组的同学设计如图A～G所示装置对氨气的制取、性质进行探究。

答案：