CN113257092A - 一种二氧化碳性质综合实验仪器及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二氧化碳性质综合实验仪器及实验方法，包括：杯筒、杯底、分隔板、间隔板、并排式阶梯组件，另一侧空间顶部中间位置则设置一个圆弧形凹口供细口瓶倾倒二氧化碳之用。二氧化碳通过杯筒与杯底之间自然形成的通道从杯筒的一侧流向另一侧，位于下层的蜡烛先熄灭，位于上层的蜡烛后熄灭。而后拿起杯筒和杯底连接成一体的仪器轻轻振荡，使得二氧化碳与纯净水、澄清石灰水、氢氧化钠溶解反应；只用熄灭蜡烛火焰一个实验的二氧化碳的数量就让四个实验在杯筒和杯底构成的一个整体空间同时进行完成了，解决了二氧化碳性质实验要向空气排放比较多的二氧化碳的问题，减少了化学实验中二氧化碳排入大气的数量，利于对学生进行环境保护教育。

Description

一种二氧化碳性质综合实验仪器及实验方法

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳性质综合实验仪器及实验方法，属于教学实验仪器技术领域。

背景技术

二氧化碳是导致温室效应的温室气体之一，为了使学生更好的了解二氧化碳的性质，中学时期所做的四个实验包括：(1)二氧化碳使蜡烛火焰熄灭，这个实验的目的主要是说明二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧；同时，说明二氧化碳的密度比空气大，可以像倾倒液体一样倾倒二氧化碳，因此，下层的蜡烛火焰先熄灭，上层的火焰后熄灭。(2)紫色石蕊试液通入二氧化碳后变成红色；(3)澄清石灰水通入二氧化碳后变浑浊；(4)二氧化碳与氢氧化钠容液反应。

目前在进行与紫色石蕊试液、澄清石灰水、氢氧化钠进行反应时，是分别采用玻璃导管向试管内的溶液内部通入二氧化碳，同时，蜡烛火焰熄灭实验也是采用一个烧杯和一个集气瓶分成四次单独进行的，如图3所示。在实验完成后，由于每次实验进行的人数多，每次留在试管内和烧杯内及多余逸散到空气中的二氧化碳总量较大，排入大气会导致环境污染，同时，实验是分别进行，降低了实验效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种二氧化碳性质综合实验仪器。

本发明还提供了一种二氧化碳性质综合实验方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种二氧化碳性质综合实验仪器，包括：透明玻璃制成的杯筒；

杯筒底部安装有透明玻璃或塑料制成的杯底；

杯底内固定有三个间隔分布并将杯底里空间平分成三等份空间的分隔板，分隔板由便于观察的透明玻璃或塑料制成；

杯筒中间固定有将杯筒平分成两等份空间的间隔板，在杯筒与杯底之间自然形成供二氧化碳流动的通道。

杯筒一侧空间内安装有将两个蜡烛分层放置的并排式阶梯组件，另一侧空间顶部中间位置则凿出一个圆弧形凹口供细口瓶倾倒二氧化碳之用。

所述分隔板顶边高于杯筒顶部边缘，绝对隔绝二氧化碳从分隔板顶边进入杯筒顶部，保证实验的准确性。

所述杯筒与杯底顶部为不漏气、可拆卸的密封连接，保证二氧化碳不泄露，在完成实验后，杯底能从杯筒底部拆卸下进行添加液体、清洗和观察。不漏气、可拆卸的密封连接例如为密封接触或螺纹密封连接或轴孔过盈密封配合。密封圈可固定在杯底顶部外围。

所述杯筒顶部不放置并排式阶梯组件的空间顶边中间位置上设有圆弧形凹口；还包括颈部与圆弧形凹缺口契合的小口瓶，小口瓶的颈部上凸起有阻挡圈，阻挡圈与圆弧形凹口内边抵住时，小口瓶的瓶口与杯筒内边平齐，倾倒二氧化碳能延杯筒内边自然流动下沉。

所述圆弧形凹口为弧度与小口瓶颈部形状相同的圆弧。

所述并排式阶梯组件包括支撑体、焊接固定高低分层布置在支撑体两侧的两个圆凹匙板、一端与支撑体焊接或一体固定的两个挂钩，通过两个挂钩的勾端，实现两个挂钩四点稳定挂在筒体顶边上，下层的圆凹匙板底边与分隔板顶边相切，两个蜡烛位于不同侧分层放置在两个圆凹匙板上进行点燃，两个蜡烛不同侧分层放置进行点燃，解决了上层的蜡烛容易被下层的蜡烛火焰烧熔的问题。

本发明的一种二氧化碳性质综合实验方法，使用了上述一种二氧化碳性质综合实验仪器，包括步骤如下：

步骤一：在杯底的三格空间中分别倒入各5～10mL的纯净水、NaOH溶液、石灰水，在NaOH溶液里滴加酚酞溶液使其变红。

步骤二：把杯筒下端插入或旋转进入杯底顶部外围粘附透明密封圈内连接成一体，把带有蜡烛的并排式阶梯组件，通过两个挂钩挂进杯筒里。

步骤三：小口瓶容纳400mL左右的二氧化碳，从杯筒的圆弧形凹口处慢慢倾倒，观察蜡烛火焰熄灭情况。

步骤四：取下挂钩，拿起杯筒和杯底联合体轻轻振荡，观察NaOH溶液与石灰水的变化情况。再将杯筒抽或旋转出来跟杯底分开。

步骤五：取1个25mL小烧杯，加入5～10mL纯净水，滴加石蕊溶液，与向杯底下部的纯净水里滴加石蕊溶液，轻轻振荡后对比观察显色情况。

本发明的有益效果在于：二氧化碳流动在杯筒与杯底中间形成的通道，位于下层的蜡烛先熄灭，位于上层的蜡烛后熄灭。取下挂钩，拿起杯筒和杯底联合体轻轻振荡，使得二氧化碳与纯净水、澄清石灰水、氢氧化钠溶解反应，观察NaOH溶液与石灰水的变化情况。将杯筒抽或旋转出来跟杯底分开。而后向纯净水滴加石蕊溶液，观察显色情况，以此完成二氧化碳的四个性质实验，提高了实验效率。由于四个实验在杯筒和杯底构成的一个整体空间进行，只用熄灭蜡烛火焰一个实验的二氧化碳的数量就完成了四个实验，解决了实验过程使用的二氧化碳总量大的问题，降低了二氧化碳总排入大气会导致环境污染的程度。同时，间隔板解决了在没有间隔板的情况下直接倾倒二氧化碳出现扩散，存在上层蜡烛先被熄灭，下层蜡烛后熄灭的反常问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的透视结构示意图；

图3是现有技术实验示意图。

图中：1-杯筒；11-间隔板；12-圆弧形凹口；13-小口瓶；14-阻挡圈；2-杯底；21-分隔板；3-蜡烛；4-并排式阶梯组件；41-支撑体；42-圆凹匙板；43-挂钩。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

参见图1至图2所示。

本发明的一种二氧化碳性质综合实验仪器，包括：透明玻璃制成的杯筒1；

杯筒1底部安装有透明玻璃或塑料制成的杯底2；

杯底2内固定有三个间隔分布并将杯底2内部空间平分成三等份空间的分隔板21，分隔板21由便于观察的透明玻璃或塑料制成；

杯筒1中部固定有将筒体1分割成两个空间的间隔板11，间隔板11底边与分隔板21顶边有供二氧化碳流动的间隙；

杯筒1一侧空间内安装有将两个蜡烛3分层放置的并排式阶梯组件4，另一侧空间顶部中间位置则凿出一个圆弧形凹口供细口瓶倾倒二氧化碳之用。

将纯净水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液分别注入杯底2被分隔板21平分成的三等份的空间内，而后，把杯筒1下端插入或旋转进入杯底2顶部外围粘附透明密封圈内连接成一体，将带有蜡烛3的排式阶梯组件4，通过两个挂钩43挂进杯筒1里。分层放置在并排式阶梯组件4上的两个蜡烛3点燃安装放入筒体1一侧空间内，向筒体1另一侧空间倒入二氧化碳，二氧化碳在间隔板11和杯壁之间自然下沉，二氧化碳在杯筒1与杯底2之间流动，位于下层的蜡烛3先熄灭，位于上层的蜡烛3后熄灭。而后拿起杯筒1和杯底2的联合体轻轻振荡，使得二氧化碳与纯净水、澄清石灰水、氢氧化钠溶解反应，观察NaOH溶液与石灰水的变化情况；再后向纯净水滴加石蕊溶液，观察显色情况，以此完成二氧化碳的四个性质实验，提高了实验效率。由于四个实验在杯筒1和杯底2构成的一个整体空间进行，只用熄灭蜡烛火焰一个实验的二氧化碳的数量就完成了四个实验，解决了实验过程使用的二氧化碳总量大的问题，降低了二氧化碳总排入大气会导致环境污染的程度，同时，间隔板11解决了在没有间隔板11的情况下直接倾倒二氧化碳出现扩散，存在上层蜡烛3先被熄灭，下层蜡烛3后熄灭的反常问题。

所述分隔板21顶边高于筒体1顶部边缘，绝对隔绝二氧化碳从分隔板21顶边进入筒体1顶部，保证了实验的准确性。

所述杯筒1与杯底2顶部为不漏气、可拆卸的密封连接，保证二氧化碳不泄露，在完成实验后，杯底2能从杯筒1底部拆卸下进行添加液体、清洗和观察。不漏气、可拆卸的密封连接例如为密封接触或螺纹密封连接或轴孔过盈密封配合。密封圈可固定在杯底2顶部外围。

所述杯筒1顶部不放置并排式阶梯组件4的空间顶边中间位置上设有圆弧形凹口12；还包括颈部与圆弧形凹口12契合的小口瓶13，小口瓶13的颈部上凸起有阻挡圈14，阻挡圈14与圆弧形凹口12内边抵住时，小口瓶13的瓶口与杯筒1内边平齐，倾倒二氧化碳能延杯筒1内边自然流动下沉。

所述圆弧形凹口12为弧度与小口瓶13颈部形状相同的圆弧。

所述并排式阶梯组件4包括支撑体41、焊接固定高低分层布置在支撑体41两侧的两个圆凹匙板42、一端与支撑体41焊接或一体固定的两个挂钩43，通过两个挂钩43的勾端，实现两个挂钩43四点稳定挂在筒体1顶边上，下层的圆凹匙板42底边与分隔板21顶边相切，两个蜡烛3位于不同侧分层放置在两个圆凹匙板42上进行点燃，两个蜡烛3不同侧分层放置进行点燃，解决了上层的蜡烛3容易被下层的蜡烛3火焰烧熔的问题。

本发明的一种二氧化碳性质综合实验方法，使用了上述一种二氧化碳性质综合实验仪器，包括步骤如下：

步骤一：在杯底2的三格空间中分别倒入各5～10mL的纯净水、NaOH溶液、石灰水，在NaOH溶液里滴加酚酞溶液使其变红。

步骤二：把杯筒1下端插入或旋转进入杯底2顶部外围粘附透明密封圈内连接成一体，把带有蜡烛3的排式阶梯组件4，通过两个挂钩43挂进杯筒1里。

步骤三：小口瓶13容纳400mL左右的二氧化碳，从杯筒1的圆弧形凹口12处慢慢倾倒，观察蜡烛3火焰熄灭情况。

步骤四：取下挂钩43，拿起杯筒1和杯底2联合体轻轻振荡，观察NaOH溶液与石灰水的变化情况。再将杯筒1抽或旋转出来跟杯底2分开。

步骤五：取1个25mL小烧杯，加入5～10mL纯净水，滴加石蕊溶液，与向杯底2下部的纯净水里滴加石蕊溶液，轻轻振荡后对比观察显色情况。

Claims (10)

1.一种二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于，包括：杯筒(1)；杯筒(1)下端安装有杯底(2)；杯底(2)内固定有三个间隔分布并将杯底(2)的空间分割成三等份空间的分隔板(21)；

拿起杯筒(1)和杯底(2)连接成一体的仪器轻轻振荡，仪器内的二氧化碳与位于杯底(2)三个空间中的纯净水、澄清石灰水、氢氧化钠溶解反应；

杯筒(1)中间固定有将杯筒(1)分割成两等份空间的间隔板(11)，在杯筒(1)与杯底(2)之间自然形成供二氧化碳流动的通道。

杯筒(1)一侧空间内安装有将两个蜡烛(3)分层放置的并排式阶梯组件(4)，另一侧空间顶部中间位置则凿出一个圆弧形凹口(12)供细口瓶倾倒二氧化碳之用。

2.如权利要求1所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述杯筒(1)、杯底(2)、间隔板(11)、分隔板(21)为透明玻璃制成，杯底(2)、分隔板(21)也可用透明塑料制成。

3.如权利要求2所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述间隔板(11)顶边高于杯筒(1)顶部边缘，隔绝二氧化碳从间隔板(11)顶边进入杯筒(1)顶部。

4.如权利要求3所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述杯底(2)顶部外围粘附透明密封圈，杯筒(1)下端插入或旋转进入即连接成不漏气的一体。

5.如权利要求1或4所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述杯筒(1)顶部不放置并排式阶梯组件(4)的一侧空间顶边中间位置上有一个圆弧形凹口(12)；还包括颈部与圆弧形凹口(12)契合的小口瓶(13)，小口瓶(13)的颈部上凸起有阻挡圈(14)，阻挡圈(14)与圆弧形凹口(12)内边抵住定位，使小口瓶(13)的瓶口与杯筒(1)内边平齐。

6.如权利要求5所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述圆弧形凹口(12)为弧度与小口瓶(13)颈部形状相同的圆弧。

7.如权利要求5所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述并排式阶梯组件(4)包括支撑体(41)、固定高低分层布置在支撑体(41)两侧的两个圆凹匙板(42)、一端与支撑体(41)固定的两个挂钩(43)，通过两个挂钩(43)的勾端四点接触稳定挂在杯筒(1)顶边上，下层的圆凹匙板(42)底边与分隔板(21)顶边相切。

8.如权利要求5所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述支撑体(41)与两个圆凹匙板(42)焊接。

9.如权利要求5所述的二氧化碳性质综合实验仪器，其特征在于：所述挂钩(43)与支撑体(41)焊接或一体固定。

10.一种二氧化碳性质综合实验方法，使用了权利要求1至9任意一项所述的一种二氧化碳性质综合实验仪器，包括步骤如下：

步骤一：在杯底(2)的三格空间中分别倒入各5～10mL的纯净水、NaOH溶液、石灰水，在NaOH溶液里滴加酚酞溶液使其变红；

步骤二：把杯筒(1)下端插入或旋转进入杯底(2)顶部外围粘附透明密封圈内连接成一体，把带有蜡烛(3)的排式阶梯组件(4)，通过两个挂钩(43)挂进杯筒(1)里；

步骤三：小口瓶(13)容纳400mL左右的二氧化碳，从杯筒(1)的圆弧形凹口(12)处慢慢倾倒，观察蜡烛(3)火焰熄灭情况；

步骤四：取下挂钩(43)，拿起杯筒(1)和杯底(2)联合体轻轻振荡，观察NaOH溶液与石灰水的变化情况。再将杯筒(1)抽或旋转出来跟杯底(2)分开；

步骤五：取1个25mL小烧杯，加入5～10mL纯净水，滴加石蕊溶液，与向杯底(2)下部的纯净水里滴加石蕊溶液，轻轻振荡后对比观察显色情况。

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