CN203882515U - 一种二氧化碳制备及性质实验的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二氧化碳制备及性质实验的装置，铁架台上设置有具支试管，具支试管上设置有医用注射器及铜燃烧匙，具支试管与集气瓶相连通，集气瓶与第一烧杯及第二烧杯相连通，第一烧杯中设置有高度不同的三段蜡烛，第二烧杯中设置有高度不同的三个蘸有紫色石蕊试液的脱脂棉团，第二烧杯中放置有澄清的石灰水；本实用新型灵活性强，结构微型化、节约药品，检验气密性过程简单，操作简便，易控制，检验二氧化碳性质的现象明显，成功率高，效果显著，对培养学生创造性思维和形象化思维大有裨益，结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种二氧化碳制备及性质实验的装置

技术领域

本实用新型属于教学实验器材技术领域，尤其涉及一种二氧化碳制备及性质实验的装置。

背景技术

目前，在初中化学学生实验内容中，二氧化碳的制取和性质实验是一个重要的实验内容，采用简便易操作的实验装置，对于使学生圆满做完这一实验，牢固掌握二氧化碳的物理性质，化学性质及制备方法有很重要的意义。

（1）现有技术提供的用于二氧化碳的制取和性质实验的装置存在以下缺点：

①气密性不好检验，把装置按如图装好以后，就要用受热气泡液柱法来检验气密性。把导管伸进盛有水的小烧杯中，然后用热毛巾敷一下锥形瓶看有没有气泡产生，如果有气泡产生就说明气密性良好。但是由于锥形瓶体积大，有时看不到气泡产生，就会让学生们产生一种，这种检验方法不正确的想法，再者，也比较麻烦。而检验气普发生器的气密性时，则需要用注水法来检验，关闭活塞，然后注水，液面到球形漏斗三分之二时停止，观察液面有没有下降，如果不下降则说明气密性良好。这种检验方法非常麻烦，如果气密性不好，需将水倒了，再重新往旋塞上涂凡士林，再注水来检验。这样耗费了大量的时间，而且往气普发生器里装药品也不好装。

②消耗药品量大，由于锥形瓶和气普发生器体积比较大，所以需要大量的稀盐酸还有石灰石，气普发生器里面的稀盐酸经过反应后逐渐被稀释，如需多次制取二氧化碳时，要更换里面的稀盐酸，就必须倒掉大量的稀盐酸，这就浪费了大量的药品，而且这些个换过程比较麻烦。

③实验难以操作，稀盐酸与碳酸钙接触，反应非常迅速，产生大量泡沫，许多初中生往往被吓坏而不敢再操作下去，因而易导致实验失败。

④装置不易移动，因为这两个装置都需要在实验室固定下来完成，所以不利于给学生做演示实验。

（2）二氧化碳的性质演示

在验证二氧化碳的密度大于空气时，往往采用的是在一个烧杯中放入两根长度不一样的蜡烛，再拿着用集气瓶收集到的二氧化碳放到烧杯口用倾倒的方式倾倒二氧化碳，低的蜡烛先熄灭，高的蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大。但这种方法很容易失败，有时高的蜡烛先熄灭，这样反而会误导了学生，而且这样做的成功率也不高。

在验证二氧化碳易溶于水和水溶液具有酸性的性质时，是把二氧化碳通入滴有紫色石蕊试液的水中来检验的，如果紫色石蕊试液变红说明二氧化碳易溶于水且二氧化碳溶解在水里生成的碳酸能使紫色石蕊变成红色。但是这样学生会得到如下认识：

(1)实验的结论是作为知识向学生介绍的；

(2)实验过程和结论缺乏严密的必然联系。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二氧化碳制备及性质实验的装置，旨在解决现有技术提供的二氧化碳制备装置的气密性不好检验、消耗药品量大、实验可控及可操作性较差、不便于移动，验证二氧化碳的化学性质时，试验成功率较低，直观性差的问题。

本实用新型是这样实现的，一种二氧化碳制备及性质实验的装置，该二氧化碳制备及性质实验的装置包括：铁架台、具支试管、医用注射器、铜燃烧匙、集气瓶、第一烧杯及第二烧杯；

所述铁架台上设置有所述具支试管，所述具支试管上设置有所述医用注射器及铜燃烧匙，所述具支试管与所述集气瓶相连通，所述集气瓶与所述第一烧杯及第二烧杯相连通。

进一步，所述医用注射器及铜燃烧匙通过所述具支试管上部的试管塞固定在所述具支试管上，所述具支试管的底部放置有稀盐酸，所述铜燃烧匙中放置有石灰石。

进一步，所述集气瓶设置有进气管、出气管、集气瓶塞，所述进气管的进气端与所述具支试管相连通，所述进气管的出气端延伸至所述集气瓶的底部，所述进气管及出气管通过集气瓶塞固定在所述集气瓶上；

所述集气瓶的出气管通过三通导气管与所述第一烧杯及第二烧杯的底部相连通，所述第一烧杯中设置有高度不同的三段蜡烛，所述第二烧杯中设置有高度不同的三个蘸有紫色石蕊试液的脱脂棉团，所述第二烧杯中放置有澄清的石灰水。

进一步，所述进气管的进气端上设置有止气夹；

当所述集气瓶中收集满二氧化碳后，需通过所述进气管的进气端上的止气夹将所述进气管的进气端密封，并将所述集气瓶倒置。

进一步，该二氧化碳制备及性质实验的装置可通过医用注射器向具支试管中注入稀盐酸。

进一步，所述具支试管的出气口处设置有气体控制阀。

本实用新型提供的二氧化碳制备及性质实验的装置，铁架台上设置有具支试管，具支试管上设置有医用注射器及铜燃烧匙，具支试管与集气瓶相连通，集气瓶与第一烧杯及第二烧杯相连通，第一烧杯中设置有高度不同的三段蜡烛，第二烧杯中设置有高度不同的三个蘸有紫色石蕊试液的脱脂棉团，第二烧杯中放置有澄清的石灰水；本实用新型灵活性强，结构微型化、节约药品，检验气密性过程简单，操作简便，易控制，检验二氧化碳性质的现象明显，成功率高，效果显著，对培养学生创造性思维和形象化思维大有裨益，结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的二氧化碳制备装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的二氧化碳性质实验装置的结构示意图。

图中：1、铁架台；2、具支试管；3、医用注射器；4、铜燃烧匙；5、集气瓶；6、气体控制阀；7、进气管；8、出气管；9、集气瓶塞；10、止气夹；11、第一烧杯；12、第二烧杯；13、三通导气管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施例提供的二氧化碳制备及性质实验的装置的结构。为了便于说明，仅仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

该二氧化碳制备及性质实验的装置包括：铁架台1、具支试管2、医用注射器3、铜燃烧匙4、集气瓶5、第一烧杯11及第二烧杯12；

铁架台1上设置有具支试管2，具支试管2上设置有医用注射器3及铜燃烧匙4，具支试管2与集气瓶5相连通，集气瓶5与第一烧杯11及第二烧杯12相连通。

在本实用新型实施例中，医用注射器3及铜燃烧匙4通过具支试管2上部的试管塞固定在具支试管2上，具支试管2的底部放置有稀盐酸，铜燃烧匙4中放置有石灰石。

在本实用新型实施例中，集气瓶5设置有进气管7、出气管8、集气瓶塞9，进气管7的进气端与具支试管2相连通，进气管7的出气端延伸至集气瓶5的底部，进气管7及出气管8通过集气瓶塞9固定在集气瓶5上；

集气瓶5的出气管8通过三通导气管13与第一烧杯11及第二烧杯12的底部相连通，第一烧杯11中设置有高度不同的三段蜡烛，第二烧杯12中设置有高度不同的三个蘸有紫色石蕊试液的脱脂棉团，第二烧杯12中放置有澄清的石灰水。

在本实用新型实施例中，进气管7的进气端上设置有止气夹10；

当集气瓶5中收集满二氧化碳后，需通过进气管7的进气端上的止气夹10将进气管7的进气端密封，并将集气瓶5倒置。

在本实用新型实施例中，该二氧化碳制备及性质实验的装置可通过医用注射器3向具支试管2中注入稀盐酸。

在本实用新型实施例中，具支试管2的出气口处设置有气体控制阀6。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型的应用原理作进一步描述。

本实用新型提供的二氧化碳制备及性质实验的装置的优点：

(1)实验微型化，既节约药品，不需要在使用前准备大量的二氧化碳，由于随时可以制取二氧化碳来演示，对多个平行班的教学尤为有利；

(2)检验气密性过程简单，只需将止气夹10夹住以后，向下推动医用注射器3即可，如果医用注射器3推下去之后又反弹回来，就说明气密性良好。这样检验气密性既简单又方便，而且非常省时；

(3)操作简便，易控制，现象明显，成功率高，把碳酸钙固体药品放在铜燃烧匙4中，然后用医用注射器3加入稀盐酸至具支试管2，待需要反应时只需把放有药品的铜燃烧匙4伸到与稀盐酸接触，反应便开始，若需中止反应就把铜燃烧匙4拉上去，反应即可停止，可随时更换药品来进行实验，可以多次进行实验，不需要花大量的时间，便能完成。

(4)收集二氧化碳的集气瓶5的设计避免了采用毛玻璃片盖住集气瓶5收集气体造成的浪费和验满带来的不便，一次性就成功的收集了气体并验满，而且装有二氧化碳的集气瓶5还要进行下一步的性质演示实验，这就形成了制备和性质检验一整套的实验体系。

(5)容易操作、快捷省时方便、成功率高，现象很明显，效果显著，充分展示二氧化碳气体像“液体”一样，可以由一个容器倾注到另一个容器，随二氧化碳气体的不断倾注，第一烧杯11中的三段蜡烛的火焰自下而上依次熄灭，三个蘸有紫色石蕊试液的脱脂棉团自下而上依次变红色，通过观察到的现象就能知道二氧化碳气体在第一烧杯11及第二烧杯12中所占有的即时体积，蜡烛、脱脂棉团似乎被二氧化碳“液面”淹没，对培养学生创造性思维和形象化思维等大有裨益。

(6)实验装置灵活性强，由于装置简单、小巧，可以巡视实验，增强了实验的效果。考虑到落后地区实验设施缺乏的现状，实验采用医用注射器3、集气瓶5等这些简单器材，使每个学生都能亲自动手做实验，避免了因为没有器材而用理论来结束实验课的教学方式，对培养学生的学习兴趣意义重大。

在验证二氧化碳易溶于水和水溶液具有酸性的性质时，可通过增加一个对比验和一个补充实验加以验证。

对比实验：用胶头滴管吸取稀硫酸(是酸)，滴人盛有紫色石蕊试液的试管中去，石蕊试液变红，这样可证明酸可使紫色石蕊试液变红(石蕊遇酸变红，在此用实验验证)；当二氧化碳通入盛有紫色石蕊试液的另一个试管中去时，石蕊试液也变红，这样就证明了二氧化碳和水反应生成酸，是酸使石蕊变红(在此之前，要补充二氧化碳不能使固态石蕊变红的实验)。如果将滴入稀硫酸后和通入二氧化碳后都变成红色的两试管分别加热，可见到滴人稀硫酸的试管中红色不变成紫色，而通入二氧化碳的试管中红色又变成紫色。这样用实验证明了硫酸是较稳定的酸，而二氧化碳和水反应后生成的酸是不稳定的酸的结论，避免了教材中“碳酸很不稳定，当加热时易分解，所以红色石蕊试液又变成紫色”这种传授知识性的教学，从而使教学内容的科学性建立在更坚实的实验基础上。

补充实验：将新制备的二氧化碳在通入紫色石蕊试液前，先通过连接在装置中放有少许固态石蕊的U型玻璃管，石蕊不变红，这样就证明了二氧化碳不能使紫色石蕊变红；当二氧化碳继续通入紫色石蕊试液中去时，试液变红，这样就证明了是二氧化碳先和水反应生成酸，使酸使紫色石蕊变红了。综上，通过增加一个补充实验和一个对比实验，证明了二氧化碳不能使固态石蕊变红色，也证明了二氧化碳先和石蕊试液中的水反应生成碳酸，是碳酸使石蕊变红的，同时又证明了碳酸的不稳定性，这样将教材中关于二氧化碳化学性质用传授知识方法叙述的部分内容改为用实验的方法直接得出结论增强直观性，更有利于学生对二氧化碳化学性质的认识，提高了教学效果。

本实用新型将生活中常见的医用注射器3和铜燃烧匙4进行应用，增加了实验的可操作性，将实验微型化、简单化，迎合了现代实验效率高、消耗少的趋势，倡导了节约资源避免浪费的实验思想；采用明显的现象和显著的效果来演示实验，采用实验来验证和推导出理论，而不是单纯的用实验来得出理论结果。这就使学生通过实验学得更明白、更深刻，更好地培养了学习的兴趣。

本实用新型实施例提供的二氧化碳制备及性质实验的装置，铁架台1上设置有具支试管2，具支试管2上设置有医用注射器3及铜燃烧匙4，具支试管2与集气瓶5相连通，集气瓶5与第一烧杯11及第二烧杯12相连通，第一烧杯11中设置有高度不同的三段蜡烛，第二烧杯12中设置有高度不同的三个蘸有紫色石蕊试液的脱脂棉团，第二烧杯12中放置有澄清的石灰水；本实用新型灵活性强，结构微型化、节约药品，检验气密性过程简单，操作简便，易控制，检验二氧化碳性质的现象明显，成功率高，效果显著，对培养学生创造性思维和形象化思维大有裨益，结构简单，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种二氧化碳制备及性质实验的装置，其特征在于，该二氧化碳制备及性质实验的装置包括：铁架台、具支试管、医用注射器、铜燃烧匙、集气瓶、第一烧杯及第二烧杯；

所述铁架台上设置有所述具支试管，所述具支试管上设置有所述医用注射器及铜燃烧匙，所述具支试管与所述集气瓶相连通，所述集气瓶与所述第一烧杯及第二烧杯相连通。

2.如权利要求1所述的二氧化碳制备及性质实验的装置，其特征在于，所述医用注射器及铜燃烧匙通过所述具支试管上部的试管塞固定在所述具支试管上，所述具支试管的底部放置有稀盐酸，所述铜燃烧匙中放置有石灰石。

3.如权利要求1所述的二氧化碳制备及性质实验的装置，其特征在于，所述集气瓶设置有进气管、出气管、集气瓶塞，所述进气管的进气端与所述具支试管相连通，所述进气管的出气端延伸至所述集气瓶的底部，所述进气管及出气管通过集气瓶塞固定在所述集气瓶上；

所述集气瓶的出气管通过三通导气管与所述第一烧杯及第二烧杯的底部相连通，所述第一烧杯中设置有高度不同的三段蜡烛，所述第二烧杯中设置有高度不同的三个蘸有紫色石蕊试液的脱脂棉团，所述第二烧杯中放置有澄清的石灰水。

4.如权利要求3所述的二氧化碳制备及性质实验的装置，其特征在于，所述进气管的进气端上设置有止气夹；

当所述集气瓶中收集满二氧化碳后，需通过所述进气管的进气端上的止气夹将所述进气管的进气端密封，并将所述集气瓶倒置。

5.如权利要求1所述的二氧化碳制备及性质实验的装置，其特征在于，该二氧化碳制备及性质实验的装置可通过医用注射器向具支试管中注入稀盐酸。

6.如权利要求1所述的二氧化碳制备及性质实验的装置，其特征在于，所述具支试管的出气口处设置有气体控制阀。