專利名稱：氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，特別是一種在密閉狀態(tài)下能同時(shí)進(jìn)行氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的裝置。
氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中十分重要的內(nèi)容，同時(shí)氯氣又是一種劇毒氣體，吸入少量的氯氣便會使鼻腔和喉頭粘膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯氣則會中毒致死?，F(xiàn)有教材中普遍采取的制取氯氣的方法是通過分液漏斗向二氧化錳中滴加濃鹽酸并加熱的方式。采用該裝置，在乳膠塞與玻璃瓶口之間以及玻璃導(dǎo)管與乳膠塞孔之間都會有氯氣泄漏。特別是在收集氯氣的過程中更換集氣瓶時(shí)，更會有氯氣溢出，從而造成環(huán)境污染和對人體的傷害。另外，由于制取過程長，持續(xù)加熱將有可能導(dǎo)致燒瓶爆裂，使酸液燙傷皮膚。由邱世敏同志發(fā)明的全封閉有毒物質(zhì)反應(yīng)裝置(申請?zhí)枮?7205055)，設(shè)計(jì)了尾氣吸收箱，解決了殘留氣體對空氣的污染問題，且取消了分液漏斗，改為直接傾斜倒?jié)恹}酸入反應(yīng)燒瓶，但直接傾倒不易掌握反應(yīng)物的量，且亦存在更換集氣瓶時(shí)氯氣溢出的問題。而且，上述裝置均只能進(jìn)行氯氣的制取實(shí)驗(yàn)，要進(jìn)行氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，不但要制取六瓶以上的氯氣，同時(shí)還需制取氫氣，并準(zhǔn)備其它一應(yīng)零散用品，準(zhǔn)備工作十分繁雜，且演示時(shí)間長，操作繁瑣。若遇某些實(shí)驗(yàn)一次不成功還需重新收集氯氣和氫氣，不但增加實(shí)驗(yàn)人員的工作量，同時(shí)會延長實(shí)驗(yàn)時(shí)間，使教學(xué)不能按時(shí)完成。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括所有的實(shí)驗(yàn)必需用品，可在密閉狀態(tài)下同時(shí)進(jìn)行氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到簡化準(zhǔn)備工作，縮短演示時(shí)間，教學(xué)直觀、方便、減少環(huán)境污染的目的。
本實(shí)用新型的解決方案在于該實(shí)驗(yàn)裝置包括試管、集氣瓶、導(dǎo)氣管、尾氣吸收器，其特征是還包括底座、活動(dòng)架及頂蓋，底座為槽形，在底座內(nèi)設(shè)置活動(dòng)架，活動(dòng)架為“門”形，框內(nèi)設(shè)置有橫隔板，試管和集氣瓶則位于該活動(dòng)架隔板上，活動(dòng)架頂部設(shè)有供試管和集氣瓶通過的孔，活動(dòng)架、試管和集氣瓶均被頂蓋罩于底座中，底座及頂蓋均為透明體，且試管、集氣瓶之間則通過導(dǎo)管相互連通。
上述尾氣吸收器設(shè)置在底座外側(cè)，該吸收器通過導(dǎo)管分別與底座、洗耳球和集氣囊連通，并在這些導(dǎo)管上均設(shè)有開關(guān)。
上述底座下面設(shè)有升降裝置，以調(diào)整底座的高低。
上述活動(dòng)架上還設(shè)有通氣孔，以便于廢氣的吸收。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于該裝置可使實(shí)驗(yàn)在金密閉狀態(tài)下進(jìn)行，并設(shè)置了尾氣吸收器，因而可防止實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有毒氣體溢出而影響人體健康，造成環(huán)境污染。同時(shí)也可避免演示過程中發(fā)生意外傷害。由于該裝置包括了所有實(shí)驗(yàn)必需用品，可同時(shí)進(jìn)行氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備過程簡單，演示方便，可大大地節(jié)約教學(xué)時(shí)間，并且具有直觀性強(qiáng)，易控制反應(yīng)物的量的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有可重復(fù)性，可根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。
附


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本實(shí)用新型局部放大圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
以氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為例本實(shí)用新型包括底座2、活動(dòng)架17、頂蓋18、設(shè)在活動(dòng)架上的試管19、20、23～27、29；U型管22、集氣瓶21等。底座2、活動(dòng)架17及頂蓋18均由透明有機(jī)玻璃制成，在底座1底部四角分另設(shè)置升降裝置1，可通過調(diào)節(jié)螺桿而固定其高低，在底座外側(cè)設(shè)置尾氣吸收器12，吸收器12用于盛裝氫氧化鈉溶液，并通過導(dǎo)管11與底座連接，通過導(dǎo)管13與洗耳球14連接，通過導(dǎo)管10與集氣囊7連接，在導(dǎo)管11和13上設(shè)有止水夾，在洗耳球14處設(shè)有控制開關(guān)。試管19與20、20與23、23與24、24與25、25與26、26與27、27與29之間均通過導(dǎo)管連通，集氣瓶21分別與U形管22、試管20、29通過導(dǎo)管連通，試管29還通過導(dǎo)管分別與試管23、24、25連通，導(dǎo)管包括玻璃導(dǎo)管和乳膠軟管，玻璃導(dǎo)管通過乳膠塞插入試管和集氣瓶中，而兩玻璃導(dǎo)管之間則通過乳膠軟管連通，在試管19中還設(shè)有一導(dǎo)管16，導(dǎo)管16插入試管一端設(shè)有一滴管皮頭，另一端與設(shè)置在頂蓋18外的洗耳球15連接，且在試管23、24、25中設(shè)置有導(dǎo)線3，導(dǎo)線3通過導(dǎo)管8從底座2中引出，包括一根負(fù)極線和三根正極線，且三根正極線另一端分別纏繞在試管23、24、2 5中的燃燒匙37上，負(fù)極線33另一端位于燃燒匙37上方附近。在試管26與27的連接管28上接有一導(dǎo)管5，導(dǎo)管5另一端接集氣囊7，其間設(shè)有止水夾4。
實(shí)驗(yàn)開始前，在尾氣吸收器12中注入氫氧化鈉溶液，試管19中盛入濃鹽酸，試管20中裝入固體高錳酸鉀，集氣瓶21中注入約10ml滴加了紫色石蕊試液的蒸餾水，并在瓶內(nèi)放入一透明膨脹氣球，使氣球進(jìn)氣口壓在瓶口與乳膠塞之間，并套住導(dǎo)氣管，在U形管22中裝滿蒸餾水，在試管23中的燃燒匙37上放置紅磷，試管24中的燃燒匙上放置金屬鈉，試管25的燃燒匙上放置細(xì)銅絲，在試管26中裝入干燥的無水硫酸銅固體，并在內(nèi)壁放一張干燥的紅色濾紙，該濾紙?jiān)诜湃肭坝貌ＡО粽此畬懮献舟E(如OK等字樣)，在試管27中注入濃度為70％的鹽酸，在試管29中裝入鐵屑，最后將乳膠塞塞好，蓋上頂蓋18。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，先調(diào)節(jié)升降器1，使實(shí)驗(yàn)裝置處于合適的高度，打開尾氣吸收器12與底座2之間的導(dǎo)管11上的止水夾，打開洗耳球14上的開關(guān)，擠壓洗耳球14，將尾氣吸收器12中的氫氧化鈉溶液壓入底座2內(nèi)，然后關(guān)閉止水夾和開關(guān)。打開洗耳球15處的開關(guān)，擠壓洗耳球15，使試管19中的濃鹽酸壓入試管20內(nèi)，使之與高錳酸鉀反應(yīng)，產(chǎn)生氯氣，其所需反應(yīng)物的量可根據(jù)需要進(jìn)行控制。隨后，可見試管26底部的無水硫酸銅變藍(lán)，表明無水硫酸銅吸收了氯氣中的水份，同時(shí)試管內(nèi)的紅色濾紙上顯出白色的事先所書寫的字跡，說明次氯酸有漂白作用。其次，可觀察到U形管22內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，并隨著反應(yīng)的持續(xù)，使原先盛滿蒸餾水的U形管形成一段真空，這是次氯酸分解產(chǎn)生的氧氣。當(dāng)產(chǎn)生的氯氣將試管27中的鹽酸壓入試管29后，與試管29中的鐵屑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，并通過導(dǎo)管進(jìn)入試管23、24、25和集氣瓶21中，此時(shí)將負(fù)極線接到電子點(diǎn)火槍的負(fù)極，并分別將三根正極線接到電子點(diǎn)火槍的正極，依次點(diǎn)火后，可觀察到試管23中的紅磷在氯氣中燃燒產(chǎn)生白色煙霧，試管24中的金屬鈉在氯氣中燃燒生成白色的氯化鈉晶體，試管25中的銅絲在氯氣中燃燒，充滿棕黃色的煙霧。最后，將照相機(jī)閃光燈對準(zhǔn)集氣瓶21閃光，可觀察到氣球爆破，有白霧產(chǎn)生，且集氣瓶21中的蒸餾水變紅，說明有氯化氫氣體生成。
實(shí)驗(yàn)完畢后，打開導(dǎo)管5與集氣囊7之間的止水夾4，使廢氣進(jìn)入集氣囊7內(nèi)，然后關(guān)閉止水夾4，打開導(dǎo)管11上的止水夾，使底座2中的氫氧化鈉溶液流回尾氣吸收器12中，然后關(guān)閉此處止水夾，并打開集氣囊7與尾氣吸收器12之間的止水夾9，將集氣囊7中的廢氣處理掉，最后放下升降器1。因而整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程操作簡單、直觀，且不會造成環(huán)境污染，若某處反應(yīng)不成功或需加深學(xué)生印像而需重做時(shí)，只需再進(jìn)行打開和關(guān)閉止水夾→擠壓洗耳球→點(diǎn)火→按動(dòng)閃光燈快門等幾個(gè)簡單步驟即可，十分方便。
權(quán)利要求1.一種氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置，包括試管、集氣瓶、導(dǎo)氣管、尾氣吸收器，其特征在于還包括底座、活動(dòng)架及頂蓋，底座為槽形，在底座內(nèi)設(shè)置活動(dòng)架，活動(dòng)架為“門”形，框內(nèi)設(shè)有橫隔板，試管和集氣瓶則位于該活動(dòng)架隔板上，活動(dòng)架頂部則設(shè)有供試管和集氣瓶通過的孔，活動(dòng)架、試管和集氣瓶均被頂蓋罩于底座中，底座及頂蓋均為透明體，且試管、集氣瓶之間則通過導(dǎo)管相互連通。
2.按權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的尾氣吸收器設(shè)置在底座外側(cè)，該吸收器通過導(dǎo)管分別與底座、洗耳球和集氣囊連通，并在這些導(dǎo)管上均設(shè)有開關(guān)。
3.按權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的底座下面設(shè)有升降裝置，以調(diào)整底座的高低。
4.按權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的活動(dòng)架上還設(shè)有通氣孔。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置,包括底座、活動(dòng)架、試管、集氣瓶、頂蓋及尾氣吸收器等。采用該裝置,可在密閉狀態(tài)下同時(shí)進(jìn)行氯氣的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn),能有效地防止有毒氣體溢出,減少環(huán)境污染,并且可簡化準(zhǔn)備工作,縮短演示時(shí)間,使教學(xué)更加直觀和方便。使用該裝置,還具有可重復(fù)性,可根據(jù)需要通過簡單的操作步驟則可反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,適用于一切有毒氣體的實(shí)驗(yàn)。
文檔編號B01J7/02GK2323859SQ97247119
公開日1999年6月16日 申請日期1997年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月30日
發(fā)明者張健 申請人:張健