摘要：鑒于中學(xué)有毒氣體制備及性質(zhì)等實(shí)驗(yàn)藥品用量大、實(shí)驗(yàn)時(shí)間長、毒氣易泄露、尾氣難處理等不足，利用實(shí)驗(yàn)室常備儀器制作的環(huán)保型多用氣體防泄漏實(shí)驗(yàn)裝置，可適用于許多涉及有毒有害氣體的實(shí)驗(yàn)，具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、無環(huán)境污染、實(shí)驗(yàn)效果好等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：氣體制取；性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；綠色環(huán)保

文章編號：1005–6629（2013）10–0047–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

中學(xué)化學(xué)在講授元素化合物知識(shí)時(shí)，需通過實(shí)驗(yàn)對Cl2、SO2、NO2、CO2、NH3等有毒、有害氣體的性質(zhì)與制備進(jìn)行探究，這些實(shí)驗(yàn)用藥量較大，對其性質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)時(shí)間長。因此如何自制實(shí)驗(yàn)裝置，讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)既簡易又環(huán)保，有許多同行進(jìn)行了有益的探索[1～3]。但從課堂試用的情況來看，這些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)雖達(dá)到了簡易環(huán)保的要求，但在裝置美觀性、通用性和直觀性等方面還不盡如人意。針對這些問題，筆者在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了環(huán)保型多用途氣體實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置設(shè)計(jì)新穎、構(gòu)思巧妙、多種功能、操作簡便、現(xiàn)象直觀、綠色環(huán)保，具有推廣意義，現(xiàn)為大家介紹如下。

1 設(shè)計(jì)思路

從化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整體性、簡約性、美觀性和環(huán)保性出發(fā)，把氣體制取、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和尾氣處理在全封閉裝置內(nèi)同步完成，設(shè)計(jì)了如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，各部件均是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常備儀器，如廣口瓶、蒸餾燒瓶、移液管、試管、膠頭滴管等，利用橡膠塞把以上儀器通過簡單的連接，形成既獨(dú)立又連通的若干個(gè)空間，向各個(gè)不同的空間放入不同的試劑，即可進(jìn)行氣體的發(fā)生、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及尾氣的處理，具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、無環(huán)境污染、實(shí)驗(yàn)效果好等優(yōu)點(diǎn)，適用于各類產(chǎn)生有毒有害氣體的實(shí)驗(yàn)。

裝置說明：該裝置無需夾持儀器，實(shí)驗(yàn)時(shí)可穩(wěn)定地放置于實(shí)驗(yàn)演示臺(tái)上，其中移液管在實(shí)驗(yàn)中充當(dāng)氣壓平衡管，可調(diào)節(jié)內(nèi)外壓強(qiáng)，防止沖塞，帶側(cè)口的彎頭試管可自行加工而成。

2 適用實(shí)驗(yàn)介紹

2.1 SO2性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

如圖3所示，在廣口瓶內(nèi)的兩導(dǎo)管上分別貼上兩條藍(lán)色石蕊試紙條，向廣口瓶中注入適量的澄清石灰水，向燒瓶中注入適量的紫色石蕊溶液，在彎頭試管內(nèi)加入幾粒石灰石碎塊，膠頭滴管中吸入適量的稀鹽酸，按圖3所示連接好裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，擠壓膠頭，二氧化碳從試管上部的氣孔排出。搖晃裝置，片刻可發(fā)現(xiàn)：石灰水出現(xiàn)白色混濁，石蕊試液變?yōu)榧t色，隨后廣口瓶內(nèi)下部一條石蕊試紙先變紅色，上部一條試紙后變紅色；打開廣口瓶上的橡膠塞，插入燃燒的火柴，火柴熄滅。

結(jié)論：①通過紫色石蕊試液變紅色，證明二氧化碳是酸性氧化物；②二氧化碳能使澄清的石灰水變混濁；③通過石蕊試紙變色順序說明二氧化碳的密度比空氣大；④二氧化碳不能燃燒，且不支持燃燒。

2.3 銅與濃硝酸反應(yīng)

如圖4所示，向廣口瓶和燒瓶中各注入適量的氫氧化鈉溶液，在彎頭試管內(nèi)投入小片銅片，膠頭滴管中吸入適量的濃硝酸，按圖4所示連接好裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，擠壓膠頭，銅與濃硝酸反應(yīng)放出的紅棕色二氧化氮?dú)怏w，從試管上部的小孔排放出來，充入燒瓶和廣口瓶中。利用氣壓平衡管可調(diào)節(jié)內(nèi)外壓強(qiáng)，防止沖塞。搖晃裝置，NO2被廣口瓶和燒瓶內(nèi)的NaOH溶液吸收，有害氣體不會(huì)外泄，保護(hù)了工作環(huán)境。

2.4 銅與濃硫酸反應(yīng)

如圖5所示，向廣口瓶中注入適量的品紅溶液，向彎頭試管內(nèi)加入適量的紫色石蕊溶液，向燒瓶中注入適量的濃硫酸，把銅絲的一頭彎成螺旋狀，另一頭纏繞固定在彎頭試管的底部（注：此設(shè)計(jì)可通過旋轉(zhuǎn)橡膠塞控制銅絲和濃硫酸接觸，從而可根據(jù)需要隨時(shí)停止反應(yīng)，避免藥品浪費(fèi)），按圖5所示連接好裝置。加熱燒瓶的底部，銅和濃硫酸銅反應(yīng)產(chǎn)生SO2。搖晃裝置，可發(fā)現(xiàn)：品紅溶液逐漸褪色，石蕊試液變?yōu)榧t色，整個(gè)演示過程中有害氣體不會(huì)外泄。

2.5 木炭與濃硝酸反應(yīng)

如圖6所示，向廣口瓶中注入適量的氫氧化鈉溶液，向燒瓶中加入適量的濃硝酸，按圖6所示連接好裝置。用酒精燈加熱濃硝酸，與此同時(shí)把花生米大小的木炭塊點(diǎn)燃（用硬實(shí)的木炭），放置于燒瓶的頸部，塞好橡膠塞。向左傾斜裝置，讓點(diǎn)燃的木炭滑入到熱濃硝酸里，木炭在熱濃硝酸里激烈反應(yīng)，上下跳躍，生成的紅棕色NO2充滿燒瓶。氣壓平衡管可調(diào)節(jié)內(nèi)外壓強(qiáng)，防止沖塞。搖晃裝置，NO2被廣口瓶內(nèi)的NaOH溶液吸收，有害氣體不會(huì)外泄，保護(hù)了工作環(huán)境。

2.6 硫化氫和二氧化硫反應(yīng)

能夠利用環(huán)保型多用氣體實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)還有很多，如H2S和Cl2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、NH3和HCl氣體的化合反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)等?？傊?，通過舉一反三，我們還可進(jìn)一步開發(fā)該儀器的功能，讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)既簡易又環(huán)保。

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[3]張建波，施力爭.有毒氣體實(shí)驗(yàn)的集約化設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2011，（5）：44～45.