專利名稱：一種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及化學(xué)化工基礎(chǔ)理論研究及基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置。
背景技術(shù)：
濃硫酸的脫水性是中學(xué)化學(xué)中“硫酸”性質(zhì)的重要內(nèi)容,為了說明此化學(xué)特性,人民教育出版社版版教科書中設(shè)計了 “黑面包實驗”這一經(jīng)典驗證實驗，通常實驗步驟如下先將200ml燒杯中加入20g蔗糖，加幾滴水?dāng)嚢杈鶆颍缓笤偌尤?5ml溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，迅速攪拌。濃硫酸將蔗糖中氫、氧元素按原子個數(shù)比2 1(與水分子的組成相同)脫去，放出大量的熱，引發(fā)生成的碳和濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成二氧化碳和二氧化硫氣體，反應(yīng)過程中可以發(fā)現(xiàn)蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀的炭(黑面包)，并產(chǎn)生大量的有刺激性氣味的二氧化硫氣體。 但教科書中所記載的傳統(tǒng)實驗方案雖然操作簡單，然而存在兩點不足一、無法收集和檢測反應(yīng)產(chǎn)物，也就是反應(yīng)產(chǎn)生的S02、C02等氣體，缺乏強(qiáng)有力的說服力；二、更嚴(yán)重的是污染了環(huán)境，由于實驗在敞口容器中進(jìn)行，濃硫酸與蔗糖反應(yīng)過程中生成的大量有毒氣體直接排放到空氣中，會產(chǎn)生空氣污染、造成人身損害，尤其是在教室這樣人員密集、呈半封閉的環(huán)境，更進(jìn)一步加劇了有毒氣體的危害。因此，有必要對實驗教具進(jìn)行新設(shè)計，將“黑面包實驗”及其氣體產(chǎn)物檢驗在較環(huán)保的條件下進(jìn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種安全環(huán)保的用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，將硫酸脫水性化學(xué)實驗在封閉的實驗器皿進(jìn)行，可對于實驗產(chǎn)生氣體進(jìn)行驗證，并對于最后的尾氣進(jìn)行除氣、洗氣，達(dá)到了安全、環(huán)保的效果本實用新型所提供的一種安全環(huán)保的用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其特征在于包括注射器、廣口瓶和試管，所述廣口瓶通過其瓶口塞有的雙孔塞的一個孔連通有U型玻璃管；所述試管穿越所述廣口瓶上雙孔塞的另一個孔插入所述廣口瓶內(nèi)，所述試管瓶口塞有的雙孔塞中分別插有分液漏斗和一根玻璃導(dǎo)管，所述玻璃導(dǎo)管連接有至少一個洗氣檢氣裝置，所述注射器的針頭穿越所述試管上雙孔塞伸入所述試管內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述試管內(nèi)裝有蔗糖，所述注射器內(nèi)裝有水，所述分液漏斗內(nèi)裝有濃硫酸。進(jìn)一步優(yōu)選地，為瓶口塞有插有兩根玻璃導(dǎo)管的雙孔塞的試管或試劑瓶、U型玻璃管、雙球U型玻璃管或洗氣瓶中的一種或幾種。[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述洗氣檢氣裝置的數(shù)量為三個，所述三個檢氣裝置首尾相接并順次裝有品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液和澄清石灰水。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述U型玻璃管內(nèi)裝有具有顏色的液體。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置還包括底座和垂直固定在所述底座上的背板，所述廣口瓶固定置于所述底座上，所述U型玻璃管、所述分液漏斗以及所述洗氣檢氣裝置被固定在所述背板上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例所提出的一種安全環(huán)保的用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置及一種硫酸脫水性的驗證實驗方法，具有如下優(yōu)點將硫酸脫水性化學(xué)實驗在封閉的實驗器皿中進(jìn)行，并對于最后的尾氣進(jìn)行洗氣，酸性高錳酸鉀溶液能完全吸收掉二氧化硫，石灰水吸收掉二氧化碳，無有害氣體排出，對環(huán) 境非常友好，實現(xiàn)了實驗環(huán)保無污染，符合綠色化學(xué)的理念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和環(huán)保責(zé)任感；所采用實驗儀器均為中學(xué)實驗室常見化學(xué)實驗器皿，材料易得；實驗反應(yīng)物用量減少，蔗糖5g、濃硫酸5ml即可，是原實驗用量的1/4，而且采用此結(jié)構(gòu)反應(yīng)物用量可控、反應(yīng)環(huán)境理想，操作方便，現(xiàn)象明顯，效果好，能反復(fù)操作，而且可以保證實驗成功率達(dá)到100% ；可對于實驗反應(yīng)產(chǎn)物和熱效應(yīng)及時驗證，U型玻璃管品紅溶液液面的高低體現(xiàn)反應(yīng)的熱效應(yīng)；第一檢氣裝置內(nèi)品紅溶液和洗氣裝置內(nèi)酸性高錳酸鉀溶液顏色褪去，第二檢氣裝置內(nèi)石灰水變渾濁，能很好驗證反應(yīng)產(chǎn)生的S02、C02等氣體，大大地增強(qiáng)了實驗的說服力和可信度。

通過
以下結(jié)合附圖對其示例性實施例進(jìn)行的描述，本實用新型上述特征和優(yōu)點將會變得更加清楚和容易理解。圖I為本實用新型實施例化學(xué)實驗教的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為洗氣檢氣裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為洗氣檢氣裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解如圖I所示，標(biāo)號分別表示廣口瓶I、試管2、U型玻璃管3、雙孔塞4、注射器5、分液漏斗6、背板7、鋁片8、第一檢氣裝置9、洗氣裝置10、第二檢氣裝置11，底座12、玻璃導(dǎo)管13。如圖I所示，為本實用新型實施例用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置主要涉及到以下實驗室常見化學(xué)實驗器皿試管2、雙孔塞4、玻璃導(dǎo)管13、廣口瓶I、U型玻璃管、雙球U型玻璃管、分液漏斗6，并且選擇醫(yī)用注射器5作為在試管2中注水的器械。其具體連接的結(jié)構(gòu)如下廣口瓶I瓶口向上放置，廣口瓶I瓶口塞有一個雙孔塞4，此雙孔塞4的一個孔通過玻璃導(dǎo)管13連接有U型玻璃管3，U型玻璃管3內(nèi)裝有具有顏色的液體(由于本實施例中驗證二氧化硫氣體用到品紅溶液，故U型玻璃管3內(nèi)也采用品紅溶液)。試管2穿越所述廣口瓶I上雙孔塞4的另一個孔插入所述廣口瓶I內(nèi)。此時廣口瓶I被密封，當(dāng)其被加熱，或者試管2發(fā)熱時，廣口瓶I內(nèi)空氣膨脹，迫使U型玻璃管3內(nèi)品紅溶液出現(xiàn)液面差，所以此種結(jié)構(gòu)用來驗證實驗中的發(fā)熱現(xiàn)象。試管2內(nèi)裝有蔗糖，試管2瓶口緊塞有一個雙孔塞4。此試管2上的雙孔塞4中分別插有分液漏斗6和一根玻璃導(dǎo)管13。分液漏斗6內(nèi)裝有98%的濃硫酸，該玻璃導(dǎo)管13出口端連接有以首尾相接方式順次連接的第一檢氣裝置9、洗氣裝置10和第二檢氣裝置11。在本實施例中第一檢氣裝置9、洗氣裝置10和第二檢氣裝置11均選擇采用雙球U型玻璃管，三者之間通過橡膠管連接。雙球U型玻璃管的U型部用來容納洗氣或者驗氣的液體，當(dāng)液體被推送或者倒吸到球體部分時，單位高度的液體體積顯著增加，進(jìn)而起到防倒吸、噴灑的功能。由于其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、安裝方便，故在本實施例中得到普遍的應(yīng)用。顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以理解，在實際應(yīng)用中也可以選擇其它常見的洗氣、驗氣裝置，如普通U型玻璃管(采用U·型玻璃管作為驗氣器皿時，需要注意控制其內(nèi)溶液的劑量不要過大)、洗氣瓶、圖2所示的結(jié)構(gòu)或圖3的結(jié)構(gòu)，圖2或圖3中洗氣、驗氣裝置的大體結(jié)構(gòu)均由插有一長一短兩根玻璃導(dǎo)管13的雙孔塞5、以及一個雙孔塞5封閉的容器(如試劑瓶、導(dǎo)管等)組成，通過長兩根玻璃導(dǎo)管13將氣體送入導(dǎo)管(試劑瓶)的液面下，經(jīng)反應(yīng)后的氣體從短玻璃導(dǎo)管13中排出。第一檢氣裝置9內(nèi)裝有品紅溶液，洗氣裝置10內(nèi)裝入酸性高錳酸鉀溶液，第二檢氣裝置11內(nèi)裝有澄清石灰水。除上述實驗所需的器皿外，教具還具有一個安裝上述器皿的支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)包括底座12和背板7，底座12用來放置在一個平整的臺面上，底座12上設(shè)置有兩個固定安裝廣口瓶I的擋塊，廣口瓶I即被放置在底座12的兩個擋塊之間。背板7垂直安裝在底座12上，上述的U型玻璃管3、分液漏斗6、背板7、第一檢氣裝置9、洗氣裝置10、第二檢氣裝置11和若干玻璃導(dǎo)管13則被固定在所述背板7上，其固定是通過自將鋁片8局部覆蓋在器皿上，并采用攻螺絲將鋁片8兩端固定在背板7上的方式。結(jié)合上述實驗教具的結(jié)構(gòu)，以下將詳細(xì)描述基于本實驗教具的具體實驗方法，由裝配步驟和實驗步驟兩部組成，其中所述裝配步驟不分先后進(jìn)行如下步驟將一個緊塞有雙孔塞4的廣口瓶I瓶口向上固定在底座12上，其雙孔塞4中插入一個玻璃導(dǎo)管13和一個試管2 ；將連接所述廣口瓶I的玻璃導(dǎo)管13連接U型玻璃管3，并在所述U型玻璃管3內(nèi)裝入品紅溶液；稱取5g蔗糖，放入所述試管2中，并用雙孔塞4塞入所述試管2的瓶口，在所述試管2的雙孔塞4內(nèi)插入分液漏斗6和一根玻璃導(dǎo)管13 ；在所述分液漏斗6內(nèi)裝入98%的濃硫酸；將連接所述試管2的玻璃導(dǎo)管13連接第一檢氣裝置9，在所述第一檢氣裝置9內(nèi)裝入品紅溶液；將所述第一檢氣裝置9連接洗氣裝置10，在所述洗氣裝置10內(nèi)裝入酸性高錳酸鉀溶液；[0040]將所述洗氣裝置10連接第二檢氣裝置11，在所述第二檢氣裝置11內(nèi)裝入澄清石灰水；將裝有水的注射器5穿過所述試管2的雙孔塞4伸入所述試管2內(nèi)；所述實驗步驟包括如下順序步驟推動所述注射器5在所述試管2內(nèi)加入O. 5ml水，并靜置I分鐘；打開所述分液漏斗6，滴加5ml的濃硫酸。此時可以觀察到，試管2內(nèi)蔗糖變黑，固體積極膨脹；U型玻璃管3內(nèi)液面出現(xiàn)液位差，顯示試管2發(fā)熱；第一檢氣裝置9內(nèi)品紅溶液和洗氣裝置10內(nèi)酸性高錳酸鉀溶液顏色褪去，第二檢氣裝置11內(nèi)石灰水變渾濁。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例所提出的一種安全環(huán)保的用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置及一種硫酸脫水性的驗證實驗方法，具有如下優(yōu)點將硫酸脫水性化學(xué)實驗在封閉的實驗器皿中進(jìn)行，并對于最后的尾氣進(jìn)行洗氣，酸性高錳酸鉀溶液能完全吸收掉二氧化硫，石灰水吸收掉二氧化碳，無有害氣體排出，對環(huán)境非常友好，實現(xiàn)了實驗環(huán)保無污染，符合綠色化學(xué)的理念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和環(huán)保責(zé)任感；所采用實驗儀器均為中學(xué)實驗室常見化學(xué)實驗器皿，材料易得；實驗反應(yīng)物用量減少，鹿糖5g、濃硫酸5ml即可,是原實驗用量的1/4,而且采用此結(jié)構(gòu)反應(yīng)物用量可控、反應(yīng)環(huán)境理想，操作方便，現(xiàn)象明顯，效果好，能反復(fù)操作，而且可以保證實驗成功率達(dá)到100% ；可對于實驗反應(yīng)產(chǎn)物和熱效應(yīng)及時驗證，U型玻璃管3品紅溶液液面的高低體現(xiàn)反應(yīng)的熱效應(yīng)；第一檢氣裝置9內(nèi)品紅溶液和洗氣裝置10內(nèi)酸性高錳酸鉀溶液顏色褪去，第二檢氣裝置11內(nèi)石灰水變渾濁，能很好驗證反應(yīng)產(chǎn)生的S02、C02等氣體，大大地增強(qiáng)了實驗的說服力和可信度。本實用新型所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本實用新型以上實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實施方式，任何可以體現(xiàn)本實用新型權(quán)利要求技術(shù)方案的實施，都在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施方式
僅限于此，在上述實施例的指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，同時上述實驗教具不應(yīng)理解為僅僅用作進(jìn)行黑面包實驗，其它通過兩個反應(yīng)物反應(yīng)并發(fā)熱、產(chǎn)生氣體的實驗，也可以采用直接利用本實施例中所描述的教具進(jìn)行，或者對于實施例中所描述的教具進(jìn)行相應(yīng)的增減(如不需注水時，可取消注射器)后進(jìn)行，而這些改進(jìn)或者變形落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其特征在于包括注射器、廣ロ瓶和試管，所述廣ロ瓶通過其瓶ロ塞有的雙孔塞的一個孔連通有U型玻璃管；所述試管穿越所述廣ロ瓶上雙孔塞的另ー個孔插入所述廣ロ瓶內(nèi)，所述試管瓶ロ塞有的雙孔塞中分別插有分液漏斗和一根玻璃導(dǎo)管，所述玻璃導(dǎo)管連接有至少ー個洗氣檢氣裝置；所述注射器的針頭穿越所述試管上雙孔塞伸入所述試管內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其特征在于所述試管內(nèi)裝有蔗糖，所述注射器內(nèi)裝有水，所述分液漏斗內(nèi)裝有濃硫酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其特征在于所述洗氣檢氣裝置為瓶ロ塞有插有兩根玻璃導(dǎo)管的雙孔塞的試管或試劑瓶、U型玻璃管、雙球
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的ー種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其特征在于所述洗氣檢氣裝置的數(shù)量為三個，所述三個檢氣裝置首尾相接并順次裝有品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液和澄清石灰水。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其特征在于所述U型玻璃管內(nèi)裝有具有顏色的液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置，其特征在于所述用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置還包括底座和垂直固定在所述底座上的背板，所述廣ロ瓶固定置于所述底座上，所述U型玻璃管、所述分液漏斗以及所述洗氣檢氣裝置被固定在所述背板上。
專利摘要本實用新型涉及化學(xué)化工基礎(chǔ)理論研究及基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種用于驗證濃硫酸脫水性質(zhì)的演示裝置。該教具包括注射器、廣口瓶和試管，所述廣口瓶通過其瓶口塞有的雙孔塞的一個孔連通有U型玻璃管；所述試管穿越所述廣口瓶上雙孔塞的另一個孔插入所述廣口瓶內(nèi)，所述試管瓶口塞有的雙孔塞中分別插有分液漏斗和一根玻璃導(dǎo)管，所述玻璃導(dǎo)管連接有至少一個洗氣檢氣裝置，所述注射器的針頭穿越所述試管上雙孔塞伸入所述試管內(nèi)。其優(yōu)點是在封閉的實驗器皿中進(jìn)行，并對于最后的尾氣進(jìn)行洗氣，無有害氣體排出，符合綠色化學(xué)的理念；材料易得；實驗反應(yīng)物用量減少、可反復(fù)操作，而且可保證實驗成功率；可對于實驗反應(yīng)產(chǎn)物和熱效應(yīng)及時驗證。
文檔編號G09B23/24GK202615685SQ201220195020
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者胡健 申請人:上海市閔行第二中學(xué)