CN203552565U - 一种活泼金属与水反应的实验装置 - Google Patents

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Abstract

一种活泼金属与水反应的实验装置，由容器、简易漏斗、双孔塞、导管、止水夹、铁钉和磁铁等构成。实验时，检查装置气密性，完好以后先将四氯化碳加入容器中，再把铁钉和活泼金属连接牢固投入容器，确保被四氯化碳淹没，将连有简易漏斗和导管的塞子装在容器口上，然后从漏斗口加入滴有酚酞的水至导管尖嘴处有水溢出时夹紧止水夹，在外面用磁铁把容器底部的铁钉及活泼金属移到水层便可观察到活泼金属与水立即反应，水层变红，打开止水夹，在尖嘴口点燃氢气，安静燃烧。本实用新型设计科学，材料易得，工艺简单，安全环保，不仅能有效帮助学习者理解和巩固学科知识，而且还激发学习者的创新思维活动，强化了实验安全与环保的意识。

Description

一种活泼金属与水反应的实验装置
一、技术领域
本实用新型涉及一种化学学习进行演示实验或探究性学习时的教学用具，具体地说涉及一种活泼金属与水反应并验证产生的气体的教学用仪器。
二、背景技术
无论是人教版、鲁教版还是苏教版的高中化学教材里，均有钠与水的反应以及产生的气体加以收集验证的实验，其实验操作是向一只盛有水的小烧杯中加几滴酚酞试液，然后投入一小块(约绿豆粒大小)金属钠，可观察到“浮、响、红、消、游”的现象。实际教学中由于取用的金属钠多了一些，钠表面的煤油未用滤纸完全吸干，常常发生爆炸的实验事故。对于钠与水反应产生的气体收集并验证的实验，不少教材的做法是用铝箔包裹金属钠，在铝箔上针刺一些小孔，再用镊子夹住伸入水中并用排水法收集验纯，操作不便，效果不好，还有铝箔与生成的氢氧化钠溶液反应也产生H2的干扰。
专利号为ZL201220725303.6的中国专利就公开了一种钠与水反应的实验装置，对上述传统实验的弊端进行了改进，并把钠与水反应和气体收集验证的实验整合在一起，理论上看是一种创新设计，但使用该装置进行实验存在极大的安全隐患。一则是反应容器为矿泉水瓶，当钠与水反应放热熔化并停留在瓶壁某处时，瓶壁很快会被熔化成小洞，使气体和液体外泄造成爆炸；另一则是当向漏斗中加水时，部分水立即与钠反应产生H2上升，这时瓶中的空气来不及排出，那么，最后点燃这种不纯H2后果不堪设想。再者，实验中所使用的煤油也是易燃品。本实用新型不仅将传统的实验进行了有机的整合，而且消除了上述专利中的不安全因素，操作方便，现象清晰，安全可靠，成功率高。
三、发明内容
本实用新型的目的在于设计一种活泼金属与水反应并验证生成气体的性质的实验用具，以便实验生动、易于观察、操作快捷、安全环保。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：选择废弃饮料玻璃瓶或硬质透明塑料瓶作为反应容器，在容器口装配大小合适的双孔塞，简易漏斗穿过塞子一孔伸至容器下半部，弯导管插进另一孔稍出头即可，弯导管和尖嘴导管之间用乳胶管连接，止水夹夹在弯导管或乳胶管上。容器的下半部贮存适量的四氯化碳液体，活泼金属块与铁钉连接起来浸泡其中，然后从简易漏斗中加入滴有酚酞的水直至尖嘴导管口有水溢出时停止加水，把止水夹夹在乳胶管上。实验时，在容器外面用磁铁导引活泼金属块与铁钉的连接体到水层后立即发生反应，可观察到水层变红，产生气体将部分液体压回简易漏斗形成“喷泉”。打开止水夹，在尖嘴导管口点燃排出的气体安静燃烧，可观察到淡蓝色火焰。
本实用新型的有益效果是将活泼金属与水反应和收集验证产生的气体的这两个传统实验进行了有机的整合，向简易漏斗加水排出容器内的全部空气，再利用磁铁的穿透能力把活泼金属块和铁钉导引到水层启动反应，收集气体纯度高，点燃后安静燃烧，不会发生爆炸。整个装置结构简单，就地取材，节能环保，操作安全，易于观察实验现象，既能加深对学科知识的理解和记忆，提高实验的效率，又能培养学生的学习兴趣，激发创新思维活动，强化安全保护意识，进一步发展分析问题和解决问题的能力。
四、附图说明
下面结合附图和实施例，进一步说明本实用新型的结构和特点，附图中：
图1是一种活泼金属与水反应的实验装置结构示意图
图中1.容器2.双孔塞3.弯导管4.尖嘴导管5.止水夹6.简易漏斗7.水8.四氯化碳9.活泼金属10.铁钉11.磁铁
图2是简易漏斗结构示意图
图中12.导管13.单孔塞14.上半截矿泉水瓶。
五、具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见附图1：
在图1所示实施例中，设置有容器(1)、双孔塞(2)、弯导管(3)、尖嘴导管(4)、止水夹(5)、简易漏斗(6)、水(7)、四氯化碳(8)、活泼金属(9)、铁钉(10)、磁铁(11)。
实施本实用新型，先选择美观的废弃饮料玻璃瓶或硬质透明塑料瓶作容器(1)，在容器(1)的口部塞上大小合适的双孔塞(2)，简易漏斗(6)穿过塞子一孔接近四氯化碳(8)液面上方，弯导管(3)插进另一孔稍出头即可，弯导管(3)和尖嘴导管(4)之间用乳胶管连接，止水夹(5)夹在弯导管(3)或乳胶管上。
实施本实用新型，首先检查如图1装置的气密性，在气密性完好的情况下实验，在所述容器(1)的下半部贮存适量的四氯化碳(8)液体，几块活泼金属(9)与铁钉(10)连接起来存放其中，然后从简易漏斗(6)中加入滴有酚酞的水直至尖嘴导管(4)口有水溢出时停止加水，把止水夹(5)夹在乳胶管上。
实施本实用新型，在容器(1)外面用磁铁(11)导引活泼金属块(9)与铁钉(10)的连接体到水层后立即发生反应，水层变红，产生气体将部分液体压回简易漏斗(6)形成“喷泉”。打开止水夹，在尖嘴导管(4)口点燃排出的气体安静燃烧，可观察到淡蓝色火焰。
实施本实用新型，如以钠与水反应的实验为例，首先按照图1装置的结构示意图组装，检查装置的气密性，即将止水夹(5)夹住乳胶管，向简易漏斗(6)中加水，形成一段水柱后不再下降说明气密性完好。然后打开止水夹(5)，在所述容器(1)的下半部贮存适量的四氯化碳(8)液体，数块钠(9)与铁钉(10)连接起来存放其中确保完全被淹没，然后从简易漏斗(6)中缓缓加入滴有酚酞的水直至尖嘴导管(4)口有水溢出时停止加水，把止水夹(5)夹在乳胶管上。再在容器(1)外面用磁铁(11)导引活泼金属块(9)与铁钉(10)的连接体到水层后立即发生反应，水层变红，产生气体将部分液体压回简易漏斗(6)形成“喷泉”。打开止水夹，在尖嘴导管(4)口点燃排出的气体安静燃烧，可观察到淡蓝色火焰。

Claims (4)

1.一种活泼金属与水反应的实验装置，由容器(1)、双孔塞(2)、弯导管(3)、尖嘴导管(4)、止水夹(5)、简易漏斗(6)、水(7)、四氯化碳(8)、活泼金属(9)、铁钉(10)、磁铁(11)构成，其特征在于：在所述容器(1)的口部装上大小合适的双孔塞(2)，简易漏斗(6)穿过塞子一孔其底端在四氯化碳(8)液面上方，弯导管(3)插进另一孔稍出头即可，弯导管(3)和尖嘴导管(4)之间用乳胶管连接，止水夹(5)夹在弯导管(3)或乳胶管上。 
2.根据权利要求1所述的一种活泼金属与水反应的实验装置，其特征在于：在所述容器(1)以透明材料制作，可以用废弃饮料玻璃瓶或硬质塑料瓶替代。 
3.根据权利要求1所述的一种活泼金属与水反应的实验装置，其特征在于：在所述容器(1)的下半部贮存适量的四氯化碳(8)液体，活泼金属(9)与铁钉(10)的连接起来存放其中，容器(1)的上半部是水层，实验时用磁铁(11)将活泼金属(9)与铁钉(10)的连接体导引到水层立即发生反应。 
4.根据权利要求1所述的一种活泼金属与水反应的实验装置，其特征在于：在所述简易漏斗(6)由导管(12)、单孔塞(13)和上半截矿泉水瓶(14)构成。 
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