化學實驗中,能随時控制反應的發生與停止的實驗裝置,對整個實驗現象的觀察起到非常重要的作用。下面以稀鹽酸和大理石反應制取二氧化碳為例,介紹幾種能夠控制反應發生與停止實驗裝置。
一、啟普發生器
啟普發生器又稱啟氏氣體發生器,是荷蘭科學家皮特魯斯-傑克巴斯-啟普發明,并以他的姓命名。啟普發生器常用于固體顆粒物(塊狀固體)與液體反應制取氣體的實驗裝置。
①塊狀固體 液體生成氣體的實驗如:稀鹽酸和大理石制取二氧化碳;稀鹽酸和鋅粒制取氫氣;
②固體必須是塊狀且不能溶于水;
③反應不可産生大量熱;
④不需要加熱的反應;
①可以控制反應的發生與停止;
②可以做到“随開随用、随關随停”;
③可随時向裝置中添加液體藥品。
1、啟普發生器的使用方法
1.1、氣密性的檢查
關閉放廢液口的活塞,打開導氣管上的旋塞,向球形漏鬥中加水,将球形漏鬥的下端浸沒在水中,關閉導氣管上的旋塞,繼續向球形漏鬥中加水,待球形漏鬥中的水,與容器中的水面形成一段液面差後,停止加水,觀察球形漏鬥中的液面不下降,說明氣密性良好。若液面下降,說明漏氣。
1.2、加入藥品
1.3、控制反應的發生與停止方法
打開旋塞,球形漏鬥中的液體進入容器中,容器中的液面上升與固體藥品接觸反應放出氣體,關閉導氣管上的旋塞,生成氣體無法排除,導緻容器内的氣壓升高,将液體壓入球形漏鬥中,液體與固體脫離,反應停止。若再打開旋塞,容器内的氣體導出,容器内的氣壓降低,球形漏鬥中的液體又進入容器中,液面上升,與固體藥品接觸,又發生反應。
二、啟普發生器的改進裝置
簡易啟普發生器由試管、帶孔的隔闆、長頸漏鬥、導管和彈簧夾組成。如圖所示:
1、簡易啟普發生器的使用方法
1.1、氣密性的檢驗
打開彈簧夾,向長頸漏鬥中加水,将長頸漏鬥的下端浸沒在水中,關閉彈簧夾,繼續向長頸漏鬥中加水,待長頸漏鬥中進入水,與試管中的水形成一段液面差後,停止加水,觀察長頸漏鬥中的液面不下降,說明氣密性良好。若液面下降,說明漏氣。
1.2、加入藥品
打開試管塞,将固體藥品放到帶孔的隔闆上,塞好試管塞,向長頸漏鬥中加入液體,液體的量以反應時剛剛浸沒固體即可。
1.3、控制反應的發生與停止方法
打開彈簧夾,長頸漏鬥中的液體進入試管中,試管中的液面上升與固體藥品接觸反應放出氣體,關閉彈簧夾,生成氣體無法排除,導緻試管内的氣壓升高,将液體壓入長頸漏鬥中,液體與固體脫離,反應停止。若再打開彈簧夾,試管内的氣體導出,試管内的氣壓降低,長頸漏鬥中的液體又進入試管中,液面上升,與固體藥品接觸,又發生反應。
提問:帶孔的隔闆是什麼材質?
答:如果加入的液體是酸性液體,隔闆的材質應選用銅或耐腐蝕的塑料。不可用鐵來制造隔闆,因酸腐蝕鐵(鐵與酸反應生成氣體),影響實驗結果。
三、可以控制反應的發生與停止的其他裝置
1、幹燥管 燒杯 彈簧夾
打開彈簧夾,向燒杯中加入鹽酸,使鹽酸浸沒固體碳酸鈣,反應進行,關閉彈簧夾,生成的氣體排不出去,使幹燥管中的氣壓升高,把鹽酸液體壓入燒杯中,鹽酸與碳酸鈣脫離,反應停止。也可以将幹燥管直接拿起,讓鹽酸與碳酸鈣脫離,反應也會停止。
2、U型管 玻璃球 彈簧夾
打開彈簧夾,向U型管左側加入鹽酸,使鹽酸通過玻璃球間隙到達U型管右側,并浸沒固體碳酸鈣,反應進行,關閉彈簧夾,生成的氣體排不出去,使U型管右側的氣壓升高,把鹽酸液體壓入U型管左側,鹽酸與碳酸鈣脫離,反應停止。
3、試管 銅絲和銅網 彈簧夾
将銅絲向下移動,使銅網上的碳酸鈣浸沒在鹽酸中,反應進行,将銅絲向上移動,使銅網上的碳酸鈣與鹽酸脫離,反應停止。
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