化学实验中的压强变化问题

化学是一门以实验为基础的科学，新课标要求学生会运用观察、实验等方法获取信息，并能够进行推理和判断，能设计和完成一些简单的化学实验。而压强在许多实验的操作、设计中起着至关重要的作用，所以压强问题是初中化学教学和化学中考的一个重要内容。

一、教材中出现的与压强有关的实验

1.铁生锈实验

2.测定空气中氧气的含量实验

3.检查装置气密性

4.排水法收集气体

5.制取完氧气后实验操作顺序问题：先从水中撤出导管再熄灭酒精灯

6.二氧化碳溶于水的实验

7.设计实验证明氢氧化钠溶液与二氧化碳气体发生了反应

上述实验的设计均与压强有关，但很多学生在学习时并没有真正理解实验的原理，而只是死记硬背，所以在应用时往往出错。若能够弄清压强变化的原理，就能比较轻松地理解这些实验并解决相关的问题了。

二、造成压强变化的因素

分析课本中的实验我们会发现，实际上造成压强变化的因素主要有两方面：温度变化、气体量的变化。而造成这两方面变化的因素又有很多，下面我们结合初中所学知识分别从压强减小和增大两个方面进行具体分析。

（一）造成压强减小的原因：

1.气体减少

酸性气体（如HCl、CO2、SO2）与 碱溶液（如NaOH、Ca(OH)2）反应

碱性气体（如NH3）与酸溶液(如稀盐酸、稀硫酸)反应

可溶性气体（如CO2、SO2、HCl、NH3）溶于水

铁与氧气、水反应生锈

气体被吸附（如被活性炭吸附）

2.温度降低

物质溶于水吸热（如NH4NO3）

密闭装置升温后又自然降温

（二）造成压强增大的原因：

1.产生气体

活泼金属（如Mg、Al、Zn、Fe）+酸氢气

碳酸盐（如Na2CO3、CaCO3）+酸二氧化碳

过氧化氢 氧气

2.温度升高

物质溶于水放热（如NaOH、浓硫酸）

反应放热（如CaO+H2OCa(OH)2 、中和反应 ）

三、例题解析

中考中有关压强问题的考查形式有很多，而且一般都是图文结合的，所以首先要学会读装置图，根据题意及实验现象判断压强如何变化，然后再联系具体知识进行分析。一般情况下，压强的变化通常会通过装置体积的变化、装置内液面的变化等形式表现出来，下面我们就按照实验装置来进行分类总结。

1.装置体积的变化

例1 如图1所示，在蒸馏烧瓶内加适量石灰石和稀盐酸，经检验产生的气体充满烧瓶时，将一气球紧套在瓶口，气球逐渐胀大。然后打开弹簧夹，将注射器内的NaOH溶液注入烧瓶并振荡，气球逐渐缩小并被吸入烧瓶内。

⑴检验产生的气体充满烧瓶的操作是：________ 。

⑵气球被吸入烧瓶是由于NaOH溶液与

瓶内的气体反应，使瓶内气压________。

该反应的化学方程式是________。

解析（1）石灰石和稀盐酸反应生成CO2，导致烧瓶内压强增大，所以气球逐渐胀大。检验二氧化碳充满烧瓶的操作是降低、燃着的木条放在烧瓶口。

（2）将注射器中的NaOH溶液注入烧瓶中，NaOH会与CO2发生反应，使瓶内气体减少，瓶内气压小于外界大气压，所以气球逐渐缩小并被吸入烧瓶中。发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O

答案⑴将燃着的木条放在烧瓶口 ⑵小于外界大气压2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O

点拨压强变化通过装置体积变化表现，最常见的是气球。除气球外，压强变化还常常通过塑料瓶变瘪来表现。

2.装置内液面的变化

例2在学习碱的性质时，为了验证溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应，老师做了下面两个实验。

实验一：如图甲，将一支充满二氧化碳的试管倒扣在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，观察试管中的液面变化情况。

实验二：如图乙，向两个装满二氧化碳的同样规格的瓶中分别注入等量的氢氧化钠溶液和蒸馏水，振荡后放在水平的桌面上，观察U型管（装有红墨水）两端液面的变化情况。请问：

（1）实验二中若观察到U型管左端的液面________ （填“升高”或“降低”），则证明溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应。

（2）与实验一相比，同学们认为实验二更合理，因为它能排除________对实验的干扰。

解析（1）二氧化碳既能溶于水也能与氢氧化钠溶液反应。实验二中，左侧瓶中，二氧化碳溶于水且与氢氧化钠溶液反应，压强减小；右侧瓶中，只是二氧化碳溶于水，压强减小程度不如左侧瓶中大，所以会观察到U型管左端的液面升高，证明溶液中的氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。

（2）二氧化碳既能溶于水又能与氢氧化钠反应。实验一中，试管中液面上升，有二氧化碳与氢氧化钠反应的原因，也有二氧化碳溶于水的因素；而实验二中，通过对比实验，排除了水对实验的影响，所以更合理。

答案（1）升高（2）水

例3小明设计了趣味实验装置（见右图），其气密性良好。若要使B中尖嘴导管有喷泉产生，则A中加入的固体和液体可能是（ ）

A.氯化钠和水B.硝酸铵和水

C.二氧化锰和过氧化氢溶液D.铜和稀硫酸

解析B中尖嘴导管有喷泉产生，说明装置内压强大于外界大气压。造成压强变大的原因可能是A中温度升高或产生气体。A选项，氯化钠溶于水温度不变；B选项，硝酸铵溶于水温度降低；C选项，过氧化氢溶液在二氧化锰做催化剂的情况下产生氧气；D选项，铜位于氢后，不能与稀硫酸反应。

答案C

点拨压强变化可以通过装置内液面的变化来表现，如u型管两端产生液面差，导管内产生液柱、倒吸甚至形成喷泉等。

3.其他方式

例4 如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合可能是下列的（ ）

A．水、一氧化碳

B．水、氮气

C．酒精、氧气

D．氢氧化钠溶液、二氧化碳

解析试管①内的水为95℃，打开夹子后，发现试管①内的水立刻沸腾了，说明气体B能够溶于液体A或能够与A反应，消耗了气体，使试管中压强减小。A、B选项，一氧化碳和氮气都难溶于水；C选项，氧气难溶于酒精；D选项，二氧化碳能够与氢氧化钠溶液反应。

答案D

点拨物质的沸点属于物理学科的知识，本题通过水的沸点变化来表现压强变化比较隐晦，很多学生想不到。所以平时注意练习，学会综合各学科知识从图中获取有用信息。