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几种典型化学反应装置
化学反应装置可按反应物状态和反应条件分为下列几类:
1.固-固加热反应的装置
用固态物质加热制得气态产物,一般选用硬质大试管,配上带有导气
管的橡皮塞。操作步骤如下:
(1)从便于收集气体和加热的情况出发调节好铁夹的高低,然后确
定酒精灯位置。
(2)检验装置的气密性。
(3)将加好反应物的试管固定在铁架台上。
(4)塞好导气管,调整试管的位置,使试管底部略高于口部。
(5)加热时,先使试管均匀受热,然后对反应物所在的部位加热,
先加热前面的反应物,然后往试管底部移动。
(6)如果气体是用排水法收集的,实验完毕应先将导管移出水面,
然后再停止加热。此装置可用于制取氧气、氨气、甲烷等。
2.固-液不加热反应的装置
制取氢气、硫化氢气、二氧化碳气等。如需要气体的量大,而且要使
气流和速度易于控制,可用启普发生器。如果所需气体量较少,为了安装
方便可用简易装置。如用带导管的大试管或平底烧瓶加长颈漏斗或分液漏
斗配套组成,如果使用长颈漏斗的,必须注意把漏斗管的下端插入液面以
下,封闭液面。
3.固-液加热反应的装置
固-液加热反应制取气体常用图5-11的装置,安装步骤如下:
(1)将酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯的位置,在它的上方固定
好铁圈并放上石棉网。
(2)将装有固体反应物的圆底烧瓶(或蒸馏烧瓶)固定在铁架台上。
(3)将安装好分液漏斗(或长颈漏斗)和导气管的橡皮塞塞在蒸馏
烧瓶上。检查装置的气密性。
(4)经分液漏斗往烧瓶里加液体反应物,连接好集气装置后再行加
热。
(5)实验完毕应先从水槽中取出导气管,然后停止加热。这一类装
置可用以制取氯气、氯化氢、二氧化硫等气体。
4.液-液加热反应的装置
用液-液加热制取气体,可用图5-12的装置。右图为制取乙烯装置,
温度计用来控制液相的温度。
5.气-固加热反应的装置
在中学化学实验里,气固加热反应的装置以氢气还原氧化铜作代表。
(一)氢气的实验室制法
目的:认识实验室里制备和收集氢气的方法。
用品:启普发生器、烧杯、橡皮管、玻璃导管、集气瓶、毛玻璃片、
水槽。
锌粒、稀硫酸、木条。
原理:活泼金属跟稀酸反应能置换出酸中的氢。
准备:
1.组装启普发生器
按图7-17组装。锌粒不要用纯的。新装的启普发生器有时反应很剧
烈,很快就会把容器内的酸液压上球形漏斗。如果加入的酸量过多,可能
溢出漏斗口。为了安全起见,可在漏斗口上装一个安全漏斗作为缓冲器。
也可在双球瓶的底座里装一些洁净的碎玻璃或碎瓷片,以减少加酸量。
2.配制稀硫酸溶液稀硫酸的浓度以1∶4为宜。在大烧杯内盛4体积
水,慢慢注入1体积98%的浓硫酸,边注入边用玻璃棒搅拌均匀。
操作:让锌和稀硫酸接触,发生反应,开启导气管活塞上的阀门,让
氢气经导气管逸出,待氢气收满后,关闭阀门,酸液从底座压入球形漏斗,
待锌跟稀硫酸脱离接触,反应即停止。
收集氢气可用排水法或向下排空气法,装置如图7-18所示。收集氢
气前,应检验氢气的纯度。先用排水法将氢气收集在小试管里,倒移试管
到离发生器较远处,用燃着的小木条在试管口点燃,如有尖锐的声音发生,
说明试管里的气体中混有氧气,直到只发生轻微的“卟”声为止。如果用
排空气法收集氢气,检验氢气的纯度时,当第一个试管检验后,再要收第
二管时必须要另换一个试管。因为在第一个试管检验后,试管口可能仍存
在氢气燃烧的火焰。
注意事项:如果要添加锌粒,可以用橡皮塞塞紧球形漏斗的口,使酸
液维持不动,拔去导气管上的橡皮塞,从这里加入锌粒。如果硫酸浓度降
低,可将启普发生器侧转,拔去底座上的塞子,让酸液倒出一部分,然后
再添加新酸。
其它实验方法:氢气发生器的几种简易装置如图7-19所示。图Ⅰ在
长颈漏斗的下部装一个橡皮或塑料制的多孔垫片,锌粒放在垫片上,稀酸
从漏斗管注入,由导管上的弹簧夹控制反应的发生和停止。
图Ⅱ是由底上有破碎小孔的试管和锥形烧瓶组装的。试管底部放几块
碎
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