本發(fā)明涉及一種化學實驗儀器，尤其指一種發(fā)生器及使用該氣體發(fā)生器制備氣體的實驗裝置。

背景技術：

中學化學用于塊狀固體與液體反應制備氣體的裝置往往使用啟普發(fā)生器，但啟普發(fā)生器存在以下不足之處：1、無法支持固體與多種液體連續(xù)反應；2、無法對反應的固體進行洗滌；3、無法加熱反應液；4、無法清楚觀察發(fā)生器中的反應現(xiàn)象；5、裝置體型較大、攜帶不便。

授權公告號為 CN 204759874U 是本發(fā)明人在2015年11月11日提交申請的中國實用新型專利，其公開了一種用于固體與多種液體連續(xù)反應的恒壓漏斗，包括分液漏斗，分液漏斗的出液管上設有玻璃活塞，可以通過控制該玻璃活塞以達到多次換液的目的，分液漏斗的出液管外部連接有一底部開口的外玻璃管，在分液漏斗頂部位于進液口旁側的位置設有一n形彎管，該n形彎管的一支管與所述分液漏斗相通連接，另一支管向下延伸并與所述外玻璃管側壁相通連接，該n形彎管用于導出氣體，該恒壓漏斗具有操作簡便、綠色環(huán)保的優(yōu)點。

但是在實際操作中，該儀器不具備隨開隨用、隨關隨停的功能；無法將氣體導出做其它性質實驗；無法加熱反應液；無法確保液體充滿發(fā)生裝置；反應產(chǎn)生的氣體會溶解在液體中隨液體進入三角漏斗飄散到空氣中造成污染或者存在安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種氣體發(fā)生器及使用該氣體發(fā)生器制備氣體的實驗裝置，其主要目的在于解決該類實驗裝置不具備隨開隨用、隨關隨停的功能；無法將氣體導出做其它性質實驗；無法加熱反應液；無法確保液體充滿發(fā)生裝置；反應產(chǎn)生的氣體會溶解在液體中隨液體進入三角漏斗飄散到空氣中造成污染或者存在安全隱患等缺陷。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種氣體發(fā)生器，包括一由上節(jié)管和下節(jié)管組成的葫蘆式節(jié)管，所述上節(jié)管頂部具有一進液口，下節(jié)管底部具有一出液管，該出液管上設玻璃活塞一，所述出液管外部還連接有一底部開口的外玻璃管，所述進液口旁側的上節(jié)管設有一耳形彎管，該耳形彎管的一支管與所述上節(jié)管相通連接，另一支管向下延伸并與所述外玻璃管側壁相通連接，該耳形彎管上還安裝有玻璃活塞二，所述上節(jié)管上部設有一玻璃支管，該玻璃支管上還設有玻璃活塞三。

進一步的，所述玻璃支管與耳形彎管所在的平面夾角為90度。

進一步的，所述葫蘆式節(jié)管的出液管長度大于外玻璃管的長度。

一種制備氣體的實驗裝置，包括上述氣體發(fā)生器、三角漏斗、鐵架臺、鐵夾和單孔橡皮塞，所述葫蘆式節(jié)管通過鐵夾豎直安裝于鐵架臺上，所述上節(jié)管內裝有固體反應物，下節(jié)管及部分上節(jié)管裝有液體反應物，所述單孔橡皮塞裝設于所述上節(jié)管的進液口，所述三角漏斗的下端從所述單孔橡皮塞插入至所述下節(jié)管內。

進一步的，該實驗裝置還包括一燒杯，所述出液管延伸至所述燒杯內。

更進一步的，該實驗裝置還包括一倒扣三角漏斗，所述倒扣三角漏斗套設在所述外玻璃管的外壁，并扣設在所述燒杯內。

再進一步的，該實驗裝置還包括加熱套，所述加熱套包覆于所述下節(jié)管外表壁上。

優(yōu)選的，所述加熱套為硅橡膠加熱套。

由上述對本發(fā)明結構的描述可知，和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于:

1、該發(fā)明的葫蘆式節(jié)管包括上節(jié)管和下節(jié)管，固體與液體在上節(jié)管內反應，當反應產(chǎn)生的氣體達到一定量時，上節(jié)管內的氣體將液體壓入三角漏斗內，使放置固體的上節(jié)管液體排空，即停止反應；而打開耳形彎管的玻璃活塞二使氣體排出，漏斗中的液體回流至上節(jié)管內，反應繼續(xù)進行。因此，該葫蘆式節(jié)管，可替代啟普發(fā)生器，實現(xiàn)隨開隨用、隨關隨停的目的。使用硅橡膠加熱套包在下節(jié)管，配合外掛數(shù)顯溫控、電源適配器等，可以對葫蘆式節(jié)管內液體進行加熱。下節(jié)管液體被加熱后，通過對流進入上節(jié)管，可以實現(xiàn)對反應的加熱。而且上節(jié)管未被加熱套包住，可以清楚地觀察到實驗反應現(xiàn)象。由于被壓入三角漏斗的是下管節(jié)液體，該液體未參與反應，未與產(chǎn)生的氣體接觸，可防止產(chǎn)生的氣體溶解在液體中從與該葫蘆式節(jié)管配合的三角漏斗中飄散到空氣中。

2、該葫蘆節(jié)管式發(fā)生器的體積小，便于攜帶，可以使固體與多種液體連續(xù)反應，對反應后的固體進行洗滌,對反應進行加熱，并可以讓學生清楚地觀察到反應過程中呈現(xiàn)的現(xiàn)象，該裝置不但可以作為氣體發(fā)生裝置，同時兼有集氣裝置和尾氣處理裝置的功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明氣體發(fā)生器的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的安裝示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。為了全面理解本發(fā)明，下面描述到許多細節(jié)，但對于本領域技術人員來說，無需這些細節(jié)也可實現(xiàn)本發(fā)明。對于公知的組件、方法及過程，以下不再詳細描述。

參照圖1，一種氣體發(fā)生器，包括葫蘆式節(jié)管10，包括上節(jié)管11和下節(jié)管12，下節(jié)管12的下端部具有一個出液管13，該出液管13上設玻璃活塞一131，出液管13外部還連接有一底部開口的外玻璃管14，為了防止從葫蘆式節(jié)管10排出的沉積物堵住外玻璃管14，影響氣體的排放或檢驗，該外玻璃管14的長度小于出液管13的長度。

上述上節(jié)管11的頂部設有一耳型彎管16，安裝有用于控制氣體流速的玻璃活塞二161，用于導出氣體并保證液體充滿瓶體，使排液法收集到的氣體更純凈，該耳型彎管16的一支管與上節(jié)管11相通連接，另一支管向下延伸并與外玻璃管14側壁相通連接。在上節(jié)管11上部與耳形彎管2所在的平面構成90度夾角的位置，還設有用于氣體進行性質實驗及空氣進入的玻璃支管17，該玻璃支管17上設有用于控制氣體進入的玻璃活塞三171，在演示時通過調整安裝角度，使學生只能看到玻璃支管17或耳型彎管16的其中之一，方便學生直觀理解儀器構造原理。

參照圖2，一種固體與多種液體連續(xù)反應制備難溶性氣體的實驗演示裝置，包括葫蘆式節(jié)管10、三角漏斗1、鐵架臺2、鐵夾3、單孔橡皮塞4、燒杯5以及倒扣三角漏斗6，葫蘆式節(jié)管10通過鐵夾3豎直安裝于鐵架臺2上，單孔橡皮塞4裝設于葫蘆式節(jié)管10的進液口，固體與液體在葫蘆式節(jié)管10的上節(jié)管11內反應，三角漏斗1的下部穿過單孔橡皮塞4伸入至葫蘆式節(jié)管10的下節(jié)管12內，可防止上節(jié)管11內反應產(chǎn)生的部分氣體從三角漏斗12下部逸到外界空氣中。

參照圖2，葫蘆式節(jié)管1的出液管13下方配有一用于吸收或驗證氣體并承接液體的燒杯5，出液管13延伸至該燒杯5內的液體液面以下，外玻璃管14外部連接一用于防止氣體逸出的倒扣三角漏斗6，倒扣三角漏斗6及外玻璃管14下端口也伸至燒杯15內的液體液面以下。

參照圖2，上述下管節(jié)12可以使用加熱套7包住，加熱套優(yōu)先使用硅橡膠加熱套，配合外掛數(shù)顯溫控、24V電源適配器等，實現(xiàn)對葫蘆式節(jié)管10內液體進行加熱。下節(jié)管12中液體被加熱后，通過對流進入上節(jié)管11，使熱的液體與固體接觸，實現(xiàn)反應加熱條件。而且上節(jié)管11未被加熱套包住，可以清楚地觀察到實驗反應現(xiàn)象。

以下通過兩個具體的使用實例說明本發(fā)明的實驗演示裝置：

實施例一、演示鋅與稀硫酸反應生成氫氣，并實現(xiàn)氫氣的收集、檢驗、性質驗證和尾氣處理。

1、檢驗氣密性：將圖1中的葫蘆式節(jié)管10安裝在鐵架臺上（不用倒扣的漏斗），上節(jié)管的進液口插設三角漏斗1，關閉所有玻璃活塞，往三角漏斗中加入一定量的蒸餾水，若三角漏斗1內外存在液面高度差且不變，說明氣密性良好，實驗演示裝置氣密性檢查完后，按照圖2裝配好。

2、加入藥品：往燒杯5中加肥皂水溶液至沒過外玻璃管14下管口，關閉玻璃活塞一131， 打開玻璃活塞二161和活塞三171，往葫蘆式節(jié)管10加入鋅粒，裝上三角漏斗1，再往三角漏斗1中加入稀硫酸至充滿瓶體，關閉玻璃活塞二161和活塞三171。

3、氫氣的收集：反應開始后，鋅粒溶解，并伴隨氣泡冒出，反應產(chǎn)生的氣體將液體壓入三角漏斗1中，直至液體與鋅粒脫離，反應停止。氣體收集在葫蘆式節(jié)管10的上節(jié)管11中，說明該氣體難溶于該溶液中。

4、氫氣的可燃性檢驗：打開玻璃活塞二161后，三角漏斗中的液體下降，液體與鋅粒重新接觸，反應繼續(xù)進行。同時，液體將反應產(chǎn)生的無色氣體通過耳型彎管16壓入肥皂水溶液中，并在液面形成氣泡，將燃燒著的木條靠近氣泡，氣泡燃燒，火焰呈淡藍色，并伴有爆鳴聲，說明該氣體具有可燃性。

5、氫氣的還原性質驗證：在完成步驟3的氫氣收集后，打開玻璃活塞三171，將氫氣通入承放有氧化銅粉末的燃燒管中，一段時間后加熱燃燒管，觀察到黑色的氧化銅粉末變成紅色的銅，說明氫氣具有還原性。

6、廢液及尾氣處理：關閉活塞三171，打開玻璃活塞一131，讓葫蘆式節(jié)管10中的反應殘夜全部流入燒杯5中，關閉該玻璃活塞一131，再打開玻璃活塞二161和活塞三171，往三角漏斗1中緩慢加入蒸餾水，將葫蘆式節(jié)管10中的氣體全部趕入燒杯5中液面形成氣泡，最后用燃燒著的木條將氣泡全部燃燒掉。

實施例二、演示銅與濃、稀硝酸反應及產(chǎn)生氣體的收集、檢驗和尾氣處理。

1、檢驗氣密性 ：除需要倒扣漏斗，其余方法與實例一相同。

2、加入藥品 ：往燒杯中加氫氧化鈉溶液至沒過外玻璃管14下管口及倒扣漏斗15，關閉玻璃活塞一131和活塞三171，打開玻璃活塞二161，往葫蘆式節(jié)管10中加入銅片，裝上三角漏斗1，再往三角漏斗1中加入濃硝酸至充滿瓶體，關閉玻璃活塞二161。

3、 收集、檢驗二氧化氮 ：反應開始后，銅片溶解，溶液變?yōu)闇\綠色，反應產(chǎn)生的氣體將液體壓入三角漏斗1中，直至液體與銅片脫離，反應停止，葫蘆式節(jié)管10上部收集有紅棕色氣體。

4、 吸收處理二氧化氮 ：控制玻璃活塞二161，使三角漏斗1中液面緩慢下降，將瓶體中的紅棕色氣體全部趕入氫氧化鈉溶液中完全吸收。

5、稀硝酸的配制：當以上紅棕色氣體全部被排出后，打開玻璃活塞一131，使三角漏斗中的溶液流出，液體流入燒杯中有沉淀生成，此外溶液流出過程中伴有氮氧化合物氣體生成，由于在葫蘆式節(jié)管10的外玻璃管14外部設有浸在氫氧化鈉溶液中的倒扣三角漏斗15，可以有效吸收該氣體，防止有毒氣體逸出。關閉玻璃活塞一131，打開玻璃活塞二161，再往三角漏斗中加入蒸餾水至充滿葫蘆式節(jié)管10，此時濃硝酸被稀釋為稀硝酸。

6、收集一氧化氮：銅與稀硝酸繼續(xù)反應，溶液變?yōu)樗{色，反應產(chǎn)生的氣體將液體壓入三角漏斗1中，直至液體與銅片脫離，反應停止，上節(jié)管11上部收集有無色氣體。

7、檢驗一氧化氮：打開玻璃活塞一131，使液體流入燒杯，打開玻璃活塞三171，隨著空氣進入，葫蘆式節(jié)管10原來無色的氣體立即變?yōu)榧t棕色，由此可判斷該氣體為一氧化氮。

8、尾氣處理：待葫蘆式節(jié)管中液體全部流出后，關閉玻璃活塞一131和玻璃活塞三171，打開玻璃活塞二161，往三角漏斗1中緩慢加入蒸餾水至充滿發(fā)生裝置，使瓶體中的氣體全部趕入氫氧化鈉溶液中完全吸收，實驗完成。

上述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本發(fā)明進行非實質性的改動，均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。