高中化學實驗裝置(共7頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 高中化學的實驗裝置 一、供氣裝置的理解和設計1 氣源類型及裝置 實驗時，氣體的流向通常是從左到右。所以供氣裝置一般在最左端。常見的供氣形式有制氣（氣體發(fā)生裝置）、貯氣釋放（貯氣裝置）和鼓入空氣（鼓氣及緩沖裝置）。圖2-4-1 圖2-4-2圖2-4-3 圖2-4-4 圖2-4-5 （1）氣體發(fā)生裝置。根據(jù)制氣反應的反應物狀態(tài)和反應要否加熱，基本的氣體發(fā)生裝置有三類：固體加熱類如圖2-4-1；固-液（或液-液）常溫類如圖2-4-2；固-液（或液-液）加熱類如圖2-4-4。 對比裝置： （ ） 啟普發(fā)生器原理及類似反應器 圖2-4-3裝置是圖2-4-2裝置的變形，分液漏斗

2、用長頸漏斗替代，當廣口瓶中不能形成液層時（如電石與水反應，需緩慢加水，控制反應速率）加小試管，加液時試管中首先充滿液體，起“液封”作用，防止氣體從漏斗逸出。圖2-4-5是啟普發(fā)生器。啟普發(fā)生器屬于固-液常溫類發(fā)生裝置。它的優(yōu)點是能隨時控制反應的發(fā)生或停止，使用的范圍除了“固液、常溫”外，還有附加條件如固體必須是塊狀且不易溶于水，生成的氣體溶解度不大，反應放熱不能過快，生成物要易溶。（2）貯氣裝置實驗所需氣體事先制取好，存于貯氣裝置中，在實驗時用適當?shù)姆椒ㄊ箽怏w按一定的流速釋放出來。貯氣裝置的形式有多種，圖2-4-6是實驗室常用的貯氣瓶，使用時由漏斗進水把氣體壓出。圖2-4-7所示貯氣裝置的優(yōu)點

3、是貯氣量大，使用時只要打開活塞，在“鐘罩”自重的作用下，氣體可自動流出。通常適用于貯氣裝置的氣體應是難溶于水的氣體。 （3）鼓空氣裝置 圖2-4-8中左邊是用于鼓氣的橡皮囊，廣口瓶起緩沖氣流的作用。圖2-4-6 圖2-4-7圖2-4-82供氣目的制取或通入氣體的目的常見有三種（1）制取一種氣體并試驗其性質；（2）制取或導入一種氣體，以此為一種反應物與另外一種物質反應來制取其它物質；（3）利用這種氣體的氣流把裝置中空氣或其它氣體排出或者防止氣體倒流。常見情況：實驗開始階段氣源提供的氣體，如果不能發(fā)生（或因溫度等條件不夠暫時不能發(fā)生）反應，則提供此氣體的目的一般是排盡裝置中的空氣。如氫氣還原氧化銅

4、，在加熱前要先通一會兒氫氣。在整個實驗過程中持續(xù)提供一種非反應必需的氣體，則往往是為了利用它的氣流把裝置中反應生成的氣體“趕”入后面的儀器中與吸收劑反應。主要反應停止后繼續(xù)通入或產生氣體，一般是為了防止在冷卻過程中空氣或溶液被倒吸進入裝置。 3.供氣裝置的設計 針對某種實驗目的，通過對常用儀器的改進或組裝，完成合乎題意的創(chuàng)新設計。這類問題需要認真分析領會實驗要求，特別要理解原型裝置的原理，然后才能做到新儀器的替代或新裝置的“創(chuàng)意”。例如，啟普發(fā)生器使用很方便，其實質是應用了“連通器”原理。在理解原理的基礎上，可以設計有類似功能的簡易裝置如：二、安全裝置的分類和常見形式（也叫安全瓶）1防倒吸的安

5、全裝置 氣體易溶于水或易被某特定的溶液吸收時，容易產生倒吸現(xiàn)象。倒立漏斗式：圖2-4-10是利用漏斗有較大的容積，溶液被吸入時，燒杯中液面將顯著下降，使漏斗口露出液面而使溶液重新流出，防止溶液吸入導管。根據(jù)此原理，可以用其它有較大容積的儀器替代漏斗，如底部有漏洞的試管、燒瓶等懸空式：圖2-4-11的導管露在溶液面之上防止倒吸。蓄液式：圖2-4-12在吸收氣體裝置前放一空容器（進氣管不要伸入容器底部），防止偶爾產生倒吸的溶液進入發(fā)生裝置。 肚容式：圖2-4-13利用干燥管即為一例。圖2-4-10圖2-4-11圖2-4-12圖2-4-13 （液封裝置）2.壓強控制裝置 圖2-4-14中錐形瓶b的作

6、用是防止裝置內壓強過大而造成事故。氣體要能依次通過c、d、e，所以必須維持相當?shù)膲簭?，b瓶的玻璃管中便有一段水柱，觀察水柱的高低可以了解裝置內的氣壓情況。一旦右邊諸導管有某處堵塞，裝置內氣壓會驟然增大，這時b中的水通過瓶中的導管迅速被壓出，便可防止出現(xiàn)事故。掌握原理后，利用其它儀器設計具有相同功能的安全裝置并不困難。圖2-4-14圖2-4-15 圖2-4-15中分液漏斗頂和燒瓶頸間連接的橡皮管起平衡氣壓的作用，防止當燒瓶內氣壓大于漏斗中液柱壓強時放液不順暢。同樣的原理，在做分液實驗時，如果塞緊漏斗上口，則漏斗中液體的流出會受阻。這時應打開漏斗上口，或使漏斗頸上的小孔與塞子上的小槽對準，讓漏斗內

7、外氣壓平衡。 設計實驗裝置的時候必須注意，儀器中如有氣體進入，就必須有氣體的出口或者有容積可變的貯氣設備接納殘留的氣體。圖2-4-16中把氣體通入廣口瓶反應，因氣體沒有出口，進氣就困難，或者會造成壓強增大而產生事故?？筛鶕?jù)生成物的具體情況改成圖2-4-17或其它有氣體出口的裝置。圖2-4-16 圖2-4-17 3.防堵塞安全裝置 三、氣體凈化、干燥裝置氣體的凈化、干燥根據(jù)用液體吸收或固體吸收而裝置不同。圖2-4-19是合成氨原料氣在化合前經過的一個裝置，該裝置的作用有三：干燥氣體；使氣體充分混合；觀察氣泡生成速率以便控制氣流速度。圖2-4-22管中的玻璃纖維的作用是固定固體，防止粉末被氣流帶走

8、。 圖2-4-18 圖2-4-19 圖2-4-20 圖2-4-21 圖2-4-22四、量氣裝置圖2-4-23 圖2-4-24 圖2-4-25 圖2-4-23是通過測定被氣體從廣口瓶中壓出來的水的體積來測得氣體的體積的。圖2-4-25是量氣管，使生成的氣體直接通入原本裝滿水的甲管中，甲管中的水被排向乙管，從甲管的刻度可讀出氣體的體積。以上兩種裝置在讀取氣體體積時都應使兩邊的水面保持同一水平面。 五、尾氣處理裝置 尾氣如果有污染性、可燃性等，應該處理。處理尾氣的常見方法有吸收法、點燃法和收集法。分別如圖2-4-26,圖2-4-27、圖2-4-28所示。 六、其它裝置圖2-4-29 圖2-4-30

9、圖2-4-31 圖2-4-32 除以上幾類裝置外，實驗中常用的裝置部件還有如用來檢驗氣體或驗證氣體性質的反應裝置、氣體的收集裝置、冷凝裝置等，這些裝置在具體實驗中一般都比較容易理解其作用。圖2-4-29是檢驗濃硫酸與木炭反應所得氣體中含有CO2 和SO2的實驗裝置圖。第一個試管中的品紅作用是檢驗SO2，高錳酸鉀溶液的作用是吸收SO2，第二個試管中的品紅是檢驗SO2有否被吸收完全，防止它干擾CO2 的檢驗。石灰水的作用是檢驗CO2 。圖2-4-31和圖2-4-32是不同形式的冷卻或冷凝裝置。圖2-4-30常用于有機物加熱反應，例如用生石灰吸收工業(yè)酒精中的水分，加熱反應時酒精會揮發(fā)，用冷凝管既保持

10、燒瓶內壓強為一個大氣壓，又可起冷凝回流作用，防止酒精揮發(fā)。有機物加熱反應時，反應容器口的橡皮塞上經常有一根長導管，其作用也是使反應物的蒸氣冷凝回流，防止揮發(fā)散逸。七、噴泉實驗裝置的設計一、探究噴泉實驗的形成原理 噴泉形成的原因是瓶內外存在壓強差。當燒瓶內氣體溶于液體或與之反應時，瓶內氣體大量減少，壓強降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內，形成美麗的噴泉。 操作：先擠壓膠頭滴管，再打開止水夾，可見帶有尖嘴的導管噴出紅色的噴泉。 原因分析：氨氣極易溶于水，燒瓶內壓強瞬間變小，外界大氣壓將燒杯內的水壓入燒瓶,形成紅色噴泉（氨水呈堿性，遇酚酞變紅）二、分析噴泉實驗成功的關鍵

11、 盛氣體的燒瓶必須干燥，否則甁中有液體，會使瓶口留下空氣，形成的噴泉壓力不大（噴泉”無力”）；氣體要充滿燒瓶； 燒瓶不能漏氣（實驗前應先檢查裝置的氣密性）；     所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應。 三、形成噴泉的組合 極易溶于水的氣體（NH3、HCl、SO2 等）與水可形成噴泉； 酸性氣體（HCl、CO2、SO2、NO2、H2S等）與NaOH溶液可形成噴泉；有機氣體與其他物質反應也可形成噴泉。四、闡釋形成噴泉的方式 1、負壓型（減小壓強）：接納噴泉的空間低于大氣壓，而噴起液體容器與大氣相通，通常是燒瓶內氣體極易溶于水或燒瓶內的氣體與溶液反應，使燒瓶內的壓強低于大氣壓。 2、正壓型（增大壓強）：接納噴泉的空間與大氣相通，而噴起液體容器壓強大于大氣壓。通常是容器內的液體由于受熱揮發(fā)（如濃鹽酸、濃氨水、酒精等）或由于發(fā)生化學反應產生大量的氣體。 五、啟動噴泉的多種方法：  （1）由PV=nRT可知，減小壓強P，可通過：減少氣體的物質的量n，降低氣體的溫度（T）。由實驗裝置可知，只能通過方法進行。 方法一：打開止水夾，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導管內