一种改进的氢气燃烧火焰呈蓝色演示装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种化学实验颜色装置，更为具体地说是指一种改进的氢气燃烧火焰呈蓝色演示装置。


背景技术：

2.授权公告号为cn 211555285u的中国实用新型专利是本技术人发明的一种可明显观察到氢气燃烧火焰呈蓝色的演示装置，包括锥形瓶、球形冷凝管以及点火器，所述球形冷凝管直立套在所述锥形瓶上方，所述锥形瓶内装有若干个团状锌片和若干浓度为1.2g/ml的稀硫酸，所述球形冷凝管的夹层内装满冷水，该球形冷凝管夹层的下部侧面设有一个进水口或者出水口，所述进水口或者出水口由一胶头密封，所述点火器靠近所述冷凝管的上端管口，用于将锌片与稀硫酸反应产生的氢气点燃。
3.以上演示装置在实际使用中存在以下不足：一是锥形瓶内稀硫酸与锌片反应放出的热量无法迅速散发，导致氢气燃烧前期火焰仍呈黄色。二是无法灵活控制燃烧的开始和结束，存在安全隐患。演示中一般通过往球形冷凝管管口塞玻璃塞使燃烧熄灭，但随着燃烧的熄灭，温度下降，玻璃塞无法顺利从瓶口取出，而锥形瓶内氢气不断生成无法顺利排出，导致气压增大存在安全隐患。另外，以上演示装置的氢气燃烧火焰在光亮条件下难以观察到明显的淡蓝色。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种改进的氢气燃烧火焰呈蓝色演示装置，以解决现有氢气燃烧火焰演示装置存在反应放出的热量无法迅速散发导致氢气燃烧前期火焰仍呈黄色，无法灵活控制燃烧的开始和结束，存在安全隐患等缺点。
5.本实用新型采用如下技术方案：
6.一种改进的氢气燃烧火焰呈蓝色演示装置，包括氢气发生装置、氢气冷凝及燃烧装置，所述氢气发生装置包括三口双层烧瓶，所述三口双层烧瓶包括内筒、外筒、左瓶口、中瓶口和右瓶口，所述内筒作为反应器，内部装有生成氢气的反应物，所述外筒盛放有用于冷却所述内筒的冷却水，所述中瓶口及所述右瓶口分别与所述内筒相通，所述左瓶口与所述外筒相通；所述气体冷凝及燃烧装置包括球形冷凝管，所述球形冷凝管的下部设有一个控制氢气燃烧开始与结束的玻璃活塞一，所述球形冷凝管的下端管口直立套在所述三口双层烧瓶的中瓶口，该球形冷凝管夹层的下部侧面设有一个进水口或者出水口，所述进水口或者出水口由一胶头密封，所述球形冷凝管的上端管口作为氢气点燃管口。
7.进一步地，本实用新型的演示装置还包括氢气验纯及尾气处理装置，该氢气验纯辅助装置包括玻璃转接口、橡皮管以及装有洗洁精水溶液的烧杯，所述玻璃转接口上设有玻璃活塞二，该玻璃转接口一端套在所述三口双层烧瓶的右瓶口，另一端连接所述橡皮管并插入所述烧杯的洗洁精水溶液中。
8.进一步地，本实用新型的演示装置还包括一气体燃烧观察口，所述气体燃烧观察
口安装于所述球形冷凝管的上端管口处，该气体燃烧观察口采用黑色耐火材料制成。
9.优选地，上述气体燃烧观察口为黑色塑料材料的三通管，所述三通管的下口套在所述球形冷凝管的上端管口外壁上，中口作为氢气火焰燃烧观察口，上口采用橡皮塞堵住。
10.由上述对本实用新型结构的描述可知，和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：
11.1、本实用新型改进后的演示装置，巧用三口双层烧瓶对反应物进行快速冷却，降低氢气生成时的温度，保证氢气燃烧全程的火焰主要呈蓝色；并且在球形冷凝管的下端部设置玻璃活塞一以替代球形冷凝管上端口的玻璃塞，用于控制氢气燃烧的开始与结束，防止因氢气不断生成导致气压增大的安全隐患，确保实验的安全进行。
12.2、本实用新型改进后的演示装置，在球形冷凝管的上端管口外壁上套设一个由黑色耐火材料制成的气体燃烧观察口，可屏蔽强光干扰，达到在光亮条件下观察到氢气燃烧火焰明显呈蓝色火焰。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图。
14.图2为本实用新型的分解示意图。
具体实施方式
15.下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。
16.一种改进的氢气燃烧火焰呈蓝色演示装置，参照图1和图2，包括氢气发生装置和氢气冷凝及燃烧装置。其中，氢气发生装置为三口双层烧瓶10，三口双层烧瓶10包括内筒11、外筒12、左瓶口13、中瓶口14和右瓶口15，内筒11作为反应器，内部装有锌粒和稀硫酸；外筒12盛放有冷却水，用于冷却反应液，以控制氢气的生成温度。三口双层烧瓶10的中瓶口14与内筒11相通，用于往内筒11中加入反应物及将氢气排出。左瓶口13与外筒12相通，左瓶口13作为往外筒12加入冷却水的瓶口；右瓶口15与内筒11相通，右瓶口14用于倒出气体进行验纯和尾气处理。
17.气体冷凝及燃烧装置为球形冷凝管20，其有效高度为120mm，有效高度是指带球形的部分。球形冷凝管20的上管口用于氢气的燃烧，不进行磨口处理，以方便火焰颜色观察。球形冷凝管20的下部设有一个玻璃活塞一21，控制氢气燃烧开始与结束。球形冷凝管20的下端管口直立套在三口双层烧瓶10的中瓶口，球形冷凝管20的夹层内装满冷水，该球形冷凝管夹层的下部侧面设有一个进水口22（或者出水口），进水口22或者出水口由一胶头23密封。
18.参照图1，该演示装置还包括氢气验纯及尾气处理装置，氢气验纯辅助装置包括玻璃转接口31、橡皮管32以及装有洗洁精水溶液的烧杯33，所述玻璃转接口31上设有玻璃活塞二311，该玻璃转接口31一端套在三口双层烧瓶的右瓶口15，另一端连接橡皮管32并插入烧杯33的洗洁精水溶液中。
19.参照图1和图2，本实用新型的演示装置还包括一气体燃烧观察口40，气体燃烧观察口40采用黑色耐火材料制成，安装于球形冷凝管20的上端管口处。气体燃烧观察口40为
黑色塑料材料的三通管，三通管的下口41套在球形冷凝管20的上端管口外壁上，中口42作为氢气火焰燃烧观察口，上口43采用橡皮塞44堵住。
20.该实用新型的具体演示操作过程如下：
21.1、药品的准备：称取锌粒13.0克放入烧杯中，加入3.0克硫酸亚铁粉末，再加50毫升蒸馏水，搅拌静置30分钟后，过滤后洗涤锌粒待用。使用硫酸亚铁处理锌粒的目的在于形成锌铁原电池，加快反应速率，使产生的氢气可以在球形冷凝管管口顺利燃烧。同时，配制浓度为1.20g/ml（25℃）的稀硫酸待用；配制洗洁精水溶液待用。
22.2、外筒冷却水的加入：往三口双层烧瓶的左瓶口加入冷却水至充满外筒后，用玻璃塞塞住该瓶口。
23.3、气密性的检查：按图1（黑色塑料三通管先不安装）装配好仪器后，关闭三口烧瓶右瓶口的玻璃活塞二，打开玻璃活塞一，往球形冷凝管管口加水至冷凝管中部。一段时间后，若三口双层烧瓶内筒中未充满液体且冷凝管中液面保持不变，说明装置的气密性良好。
24.4、氢气的验纯：实验开始时，先取下球形冷凝管，往三口烧瓶中放入用硫酸亚铁处理好的锌粒，倒入50ml密度为1.20g/ml（25℃）的稀硫酸，再插上球形冷凝管。打开玻璃活塞二，关闭玻璃活塞一，反应开始后，烧杯中断续冒出气体形成气泡，用点火枪靠近气泡，因排出的是空气，气泡不燃烧。一段时间后，气泡加快连续冒出，点燃后有明显的爆鸣声，说明氢气还不纯净。直至点燃时声音为沉闷的“噗”的一声，说明氢气已经纯净。
25.5、氢气的燃烧及火焰颜色观察：验纯后，打开玻璃活塞一，关闭玻璃活塞二，用点火枪靠近冷凝管管口，一声沉闷的爆鸣声后，氢气燃烧起来。氢气燃烧的蓝色火焰在环境光线不是很强的情况下可以观察到，但在光亮环境下只能观察到微弱的淡蓝色。为了屏蔽强光对蓝色火焰的干扰，在燃烧着的火焰的上方套上黑色塑料三通管，通过三通管的中口观察，即可在光亮环境下观察到明显的蓝色火焰。
26.6、尾气的处理：实验结束后，打开三口双层烧瓶右瓶口的玻璃活塞二，关闭玻璃活塞一，将氢气尾气导入洗洁精水溶液形成氢气气泡。用点燃法处理氢气气泡，确保实验安全。
27.上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。