CN204857027U - 一种甲烷与氯气反应的实验装置 - Google Patents
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Abstract
<b>本实用新型提供一种甲烷与氯气反应的实验装置，其主要特征在于：它由装有甲烷的第一注射器（</b><b>1</b><b>）、装有氯气的第二注射器（</b><b>2</b><b>）、橡皮塞（</b><b>3</b><b>）、硬质玻璃管（</b><b>4</b><b>）、带铁夹的铁架台（</b><b>5</b><b>）、活塞（</b><b>6</b><b>）、漫射光光源（</b><b>7</b><b>）组成。现用教材中甲烷与氯气反应的实验装置存在缺陷：光照过强易发生爆炸，光照太弱反应缓慢；密闭性差，氯气易逸出污染环境；产物不易观察。使用本实用新型做甲烷与氯气反应的实验，能克服教材装置的缺陷，操作简单，反应较迅速，能观察到反应全过程；密闭性好、不易爆炸、安全、环保。</b>
Description
一、技术领域
本实用新型属化学领域，涉及一种化学实验装置，具体的是用于演示高中化学课本上甲烷与氯气反应的实验。
二、背景技术
山东科学技术出版社2007年7月出版的高中化学课本（必修2）第59页甲烷与氯气反应的实验：取一支大试管，用排饱和食盐水的方法收集体积比约为1:4的甲烷和氯气，用橡皮塞塞好管口，放在光亮的地方（注意：不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸）。一定时间后，将试管倒立与水槽中并取下试管上的橡皮塞，观察发生的现象。用课本装置做实验存在几个缺点：1、光照过强易发生爆炸，光照太弱反应缓慢。2、密闭性差，氯气易逸出污染环境。3、产物不易观察。
三、实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种甲烷与氯气反应的实验装置。使装置操作简单，反应较迅速，能观察到反应全过程；密闭性好、不易爆炸、安全、环保。
本实用新型的目的是通过以下方法来实现的：
一种甲烷与氯气反应的实验装置，其主要特征在于：它由装有甲烷的第一注射器（1）、装有氯气的第二注射器（2）、橡皮塞（3）、硬质玻璃管（4）、带铁夹的铁架台（5）、活塞（6）、漫射光光源（7）组成。
硬质玻璃管（4）水平固定在铁架台（5）上，橡皮塞（3）塞紧硬质玻璃管（4）的左端管口，活塞（6）放置在靠近橡皮塞（3）的硬质玻璃管（4）中。装有甲烷的第一注射器（1）和装有氯气的第二注射器（2）的针头刺穿橡皮塞（3）。漫射光光源（7）放置在硬质玻璃管（4）的下方。
实验过程：先连接仪器，检查装置的气密性。用橡皮塞（3）塞紧硬质玻璃管（4）的左端管口，将活塞（6）放置在靠近橡皮塞（3）的硬质玻璃管（4）中。然后用第一注射器（1）吸取20ml的甲烷，针头刺穿橡皮塞（3）；用第二注射器（2）吸取80ml的氯气，针头也刺穿橡皮塞（3）。轻推第一注射器（1）和第二注射器（2），让甲烷和氯气进入硬质玻璃管（4）中并充分混合，在甲烷和氯气推动下，活塞（6）向右移动，活塞（6）停止移动时，在硬质玻璃管（4）的外壁做下记号，标出活塞（6）的位置。这样，20ml甲烷和80ml氯气的混合气体就被密封在硬质玻璃管（4）中。用铁夹将装有甲烷和氯气混合气体的硬质玻璃管（4）水平固定在铁架台（5）上，塞有橡皮塞（3）的那端在左边，调节好高度。漫射光光源（7）放置在硬质玻璃管（4）的下方。实验时，打开漫射光光源（7）的开关，用漫射光照射硬质玻璃管（4）中的混合气体，几分钟后可以看到硬质玻璃管（4）中的气体由黄绿色逐渐变为无色，硬质玻璃管（4）的内壁附着油状液滴，活塞（6）先向右移动，然后又向左移动，而且，根据原先做的记号可知活塞（6）停留在标记的左边，即硬质玻璃管（4）中的剩余气体体积小于反应前的混合气体的体积。这是因为体积比为1:4的甲烷和氯气的混合气体在漫射光的作用下发生了取代反应，生成物中主要有四氯甲烷和氯化氢气体，黄绿色的氯气消耗了，所以硬质玻璃管（4）中的气体由黄绿色逐渐变为无色，生成的油状液体四氯化碳附着在硬质玻璃管（4）的内壁。由于反应放热，所以开始时活塞（6）向右移动，反应完成后，剩余气体体积小于反应前的混合体积，所以恢复到原来温度时，压强减小，活塞（6）又向左移动，且活塞（6）位于标记左边。
本实用新型的有益效果为：1、操作简单，反应较迅速，能观察到反应全过程。2、密闭性好、不易爆炸、安全、环保。3、本实用新型不仅适用于教师课堂上做演示实验，还适用于学生做分组实验。
四、附图说明
图1是本实用新型的结构图。
图中的标识分别表示：
（1）装有甲烷的第一注射器（2）装有氯气的第二注射器（3）橡皮塞（4）硬质玻璃管（5）带铁夹的铁架台（6）活塞（7）漫射光光源
五、具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
一种甲烷与氯气反应的实验装置，其主要特征在于：它由装有甲烷的第一注射器（1）、装有氯气的第二注射器（2）、橡皮塞（3）、硬质玻璃管（4）、带铁夹的铁架台（5）、活塞（6）、漫射光光源（7）组成。
硬质玻璃管（4）水平固定在铁架台（5）上，橡皮塞（3）塞紧硬质玻璃管（4）的左端管口，活塞（6）放置在靠近橡皮塞（3）的硬质玻璃管（4）中。装有甲烷的第一注射器（1）和装有氯气的第二注射器（2）的针头刺穿橡皮塞（3）。漫射光光源（7）放置在硬质玻璃管（4）的下方。
本实用新型的使用方法：先连接仪器，检查装置的气密性。用橡皮塞（3）塞紧硬质玻璃管（4）的左端管口，将活塞（6）放置在靠近橡皮塞（3）的硬质玻璃管（4）中，活塞（6）可在硬质玻璃管（4）中左右移动。用第一注射器（1）吸取20ml的甲烷，针头刺穿橡皮塞（3）；用第二注射器（2）吸取80ml的氯气，针头也刺穿橡皮塞（3）。然后轻推第一注射器（1）和第二注射器（2），让甲烷和氯气进入硬质玻璃管（4）中充分混合，在甲烷和氯气推动下，活塞（6）缓缓向右移动，活塞（6）停止移动时，在硬质玻璃管（4）的外壁做下记号，标出反应前活塞（6）的位置。这样，20ml甲烷和80ml氯气的混合气体就被密封在硬质玻璃管（4）中。用铁夹将装有甲烷和氯气混合气体的硬质玻璃管（4）水平固定在铁架台（5）上，塞有橡皮塞（3）的那端在左边，调节好高度。漫射光光源（7）放置在硬质玻璃管（4）的下方。实验时，打开漫射光光源（7）的开关，用漫射光照射硬质玻璃管（4）中的混合气体，几分钟后可以看到硬质玻璃管（4）中的气体由黄绿色逐渐变为无色，硬质玻璃管（4）的内壁附着油状液滴，活塞（6）先向右移动，然后又向左移动，而且，根据原先做的记号可知活塞（6）停留在标记的左边，即硬质玻璃管（4）中的剩余气体体积小于反应前的混合气体的体积。这是因为体积比为1:4的甲烷和氯气的混合气体在漫射光的作用下发生了取代反应，生成物中主要有四氯甲烷和氯化氢气体，黄绿色的氯气消耗了，所以硬质玻璃管（4）中的气体由黄绿色逐渐变为无色，生成的油状液体四氯化碳附着在硬质玻璃管（4）的内壁。由于反应放热，所以开始时活塞（6）向右移动，反应完成后，剩余气体体积小于反应前的混合体积，所以恢复到原来温度时，压强减小，活塞（6）又向左移动，且活塞（6）位于标记左边。以上实验现象充分证明1:4的甲烷和氯气的混合气体在漫射光的作用下发生了化学反应。本实用新型的优点是：操作简单，反应较迅速，能观察到反应全过程；密闭性好、不易爆炸、安全、环保；本实用新型不仅适用于教师课堂上做演示实验，还适用于学生做分组实验。
Claims (2)
1.一种甲烷与氯气反应的实验装置，其主要特征在于：它由装有甲烷的第一注射器（1）、装有氯气的第二注射器（2）、橡皮塞（3）、硬质玻璃管（4）、带铁夹的铁架台（5）、活塞（6）、漫射光光源（7）组成；硬质玻璃管（4）水平固定在铁架台（5）上，橡皮塞（3）塞紧硬质玻璃管（4）的左端管口，活塞（6）放置在靠近橡皮塞（3）的硬质玻璃管（4）中，装有甲烷的第一注射器（1）和装有氯气的第二注射器（2）的针头刺穿橡皮塞（3），漫射光光源（7）放置在硬质玻璃管（4）的下方。
2.如权利要求1所述一种甲烷与氯气反应的实验装置，其主要特征在于：轻推第一注射器（1）和第二注射器（2），甲烷和氯气进入硬质玻璃管（4）中，在混合气体的推动下，活塞（6）向右移动，甲烷和氯气的混合气体密封在硬质玻璃管（4）中。
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