一种钠块在氯气中燃烧的实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及实验装置技术领域，具体涉及一种钠块在氯气中燃烧的实验装置。


背景技术：

2.现有人教版高中化学必修2p.21钠块在氯气中燃烧实验，是将钠块放在石棉网上加热至燃烧,再将盛有氯气的集气瓶倒扣在燃烧的钠块上面,观察钠块在氯气中燃烧的现象。现有的实验中通常的做法是单独制备氯气，操作繁琐，且氯气容易溢出造成污染，而且通过石棉网对钠块进行加热时易生成氧化钠块，可能阻碍其在氯气中燃烧，为此，有人提出一种实验设备，在封闭的集气瓶中制备氯气，通过对集气瓶内的钠块滴加水使其燃烧进行，再实现钠块在氯气中的燃烧，但是，此种方法难以准确控制水的滴入量，通过实验表示，通过这种方法易导致爆炸，不利于实验过程的控制和安全实验的要求。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种钠块在氯气中燃烧的实验装置，以解决上述背景技术中描述的钠块难以安全可控地在集满氯气的瓶中燃烧的问题。
4.为解决该技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种钠块在氯气中燃烧的实验装置，包括集气瓶、塞子、注射组件、导流管、反应杯、燃烧匙、钠块和电热组件；
6.所述塞子能将所述集气瓶的开口密封；
7.所述反应杯置于所述集气瓶内；
8.所述导流管一端位于所述集气瓶外，并与所述注射组件相连通，另一端穿过所述塞子置于所述反应杯内；所述注射组件和所述反应杯内分别装有两种试剂，该两种试剂添加在一起后能在常温下反应生成氯气；
9.所述燃烧匙设于所述塞子上并置于所述集气瓶内，所述钠块置于所述燃烧匙内，所述电热组件穿过所述塞子置于所述集气瓶内并靠近所述钠块，所述电热组件在通电时能产生热量，并引燃所述钠块。
10.由上述技术方案可知，通过将注射组件内的试剂滴入反应杯中，可使得氯气充满封闭的集气瓶内，在通过电热组件通电产生热量，将与其靠近的燃烧匙的钠块引燃，即可在不发生爆炸、更安全的情况下，观察到钠块在氯气中的燃烧的实验现象。
11.进一步地，所述电热组件包括学生电源、导电夹和电热丝；所述导电夹设有两个并分别与所述学生电源的正负极相连，两个所述导电夹分别夹持所述电热丝，两个所述导电夹穿过所述塞子，使所述电热丝靠近所述钠块，所述电热丝在通电时能产生热量，并引燃所述钠块。学生电源便于学生进行实验操作，导电夹能良好地连接导热丝，使其在导电的情况下发热，引燃钠块。
12.进一步地，所述注射组件内有两个所述注射针管和一个所述半滴管；一所述注射
针管内装有氯气制备溶液，通过半滴管和鲁尔阀连通，另一所述注射针管内装有氢氧化钠溶液，并与鲁尔阀连通。该结构使其集合了长颈漏斗盒分液漏斗的优点，通过转动鲁尔阀打开通路可准确控制液体的滴加速度，解决了挥发性液体试剂添加时的问题，同时，保证了整个装置的密封性。
13.进一步地，所述注射组件内有两个所述注射针管和一个所述半滴管；一所述注射针管内装有氯气制备溶液，通过所述半滴管和所述鲁尔阀连通，另一所述注射针管内装有氢氧化钠溶液，并与所述鲁尔阀连通。通过该结构能在保证装置密封性的情况下根据实际情况直接添加氢氧化钠溶液，在实验结束后对氯气进行无害处理。
14.进一步地，还设有氯气检验组件，所述氯气检验组件包括固定丝、紫色石蕊棉球、湿润的淀粉-ki试纸、品红棉球；所述固定丝一端设于所述塞子上，另一端置于所述集气瓶内，所述紫色石蕊棉球、所述湿润的淀粉-ki试纸和所述品红棉球依次地设于所述固定丝上。通过该结构既能探究氯气的氧化性、溶于水后的酸性和漂白性，又能对集气瓶内是否充满了氯气进行一个化学性的检测，实现定性检测。
15.进一步地，还设有饱和食盐水棉球，所述饱和食盐水棉球填满所述反应杯的开口，所述导流管穿过所述饱和食盐水棉球置于所述反应杯内。通过该结构能对生成的氯气除杂，除去混在其中的氯化氢。
16.进一步地，还设有尾气处理组件，所述尾气处理组件包括干燥管、饱和氢氧化钠棉球、碱石灰、气球；所述干燥管一端穿过所述塞子连通所述集气瓶，另一端置于所述集气瓶外；所述饱和氢氧化钠棉球置于所述干燥管内并靠近所述塞子的顶面，所述碱石灰置于所述干燥管内所述饱和氢氧化钠棉球的顶面；所述气球套设于所述干燥管置于所述集气瓶外一端。通过该结构能实现对氯气的处理，同时气球的设置能缓冲实验过程中气压变化带来的不稳定性。
17.进一步地，还设有残留检验组件，所述残留检验组件包括固定板、电机、转动轴、检验盒、固定柱、分隔板、挡板和连接绳；所述固定板固设于所述集气瓶外，所述电机设于所述固定板上，所述转动轴一端可转动地设于所述塞子内，另一端穿过所述塞子与所述电机相连；所述检验盒置于所述集气瓶内并通过所述固定柱与所述塞子相连，所述检验盒设有一开口，所述分隔板设有若干个，若干个所述分隔板设于所述检验盒内，并将所述检验盒分隔成若干独立的空间，每个所述检验盒内的独立空间内都设有所述湿润的淀粉-ki试纸，所述挡板滑动连接于所述检验盒的开口上，并能遮挡所述检验盒的开口，且通过所述连接绳与所述转动轴相连；转动所述转动轴，能使所述挡板滑动并逐渐打开所述检验盒内的独立空间。该结构通过启动电机带动挡板缓慢地逐个打开检验盒内的每个独立空间，使湿润的淀粉-ki试纸逐一与瓶中的氯气接触，当最后接触瓶中气体的湿润的淀粉-ki试纸不发生改变时，可以认为瓶中的氯气已经处理得差不多了。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
19.图1为本实用新型一实施例提供的一种钠块在氯气中燃烧的实验装置的示意图；
20.图2为图1所示的残留检验组件的示意图；
21.图3为图1所示的电热组件的示意图。
22.附图标记：
23.1-集气瓶；
24.2-塞子；
25.3-注射组件；31-注射针管；32-半滴管；33-鲁尔阀；
26.4-导流管；
27.5-反应杯；
28.6-燃烧匙；
29.7-钠块；
30.8-电热组件；81-学生电源；82-导电夹；83-电热丝；
31.9-氯气检验组件；91-固定丝；92-紫色石蕊棉球；93-湿润的淀粉-ki试纸；94-品红棉球；
32.10-饱和食盐水棉球；
33.11-尾气处理组件；111-干燥管；112-饱和氢氧化钠棉球；113-碱石灰；114-气球；
34.12-残留检验组件；121-固定板；122-电机；123-转动轴；124-检验盒；125-固定柱；126-分隔板；127-挡板；128-连接绳。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
36.请一并参阅图1和图2，本实施例提供了一种钠块7在氯气中燃烧的实验装置，包括集气瓶1、塞子2、注射组件3、导流管4、反应杯5、燃烧匙6、钠块7和电热组件8。
37.塞子2能将集气瓶1的开口密封。需理解的是，集气瓶1可优选为广口瓶，塞子2可优选为软质木塞，以更好地密封集气瓶1的开口。
38.反应杯5置于集气瓶1内。值得一提的是，反应杯5应为小于集气瓶1的广口瓶。
39.导流管4一端位于集气瓶1外，并与注射组件3相连通，另一端穿过塞子2置于反应杯5内；注射组件3和反应杯5内分别装有两种试剂，该两种试剂添加在一起后能在常温下反应生成氯气。为了便于实验，可优选注射组件3内装有浓盐酸，反应杯5内装有高锰酸钾粉末，以达到快速反应制备氯气的效果。
40.燃烧匙6设于塞子2上并置于集气瓶1内，钠块7置于燃烧匙6内，电热组件8穿过塞子2置于集气瓶1内并靠近钠块7，电热组件8在通电时能产生热量，并引燃钠块7。在此过程中，需要理解的是，电热组件8首先将钠块7表面的氧化膜溶解掉，随后才使其燃烧，并且电热组件8的发热量可控。
41.在其他方案中，电热组件8包括学生电源81、导电夹82和电热丝83；导电夹82设有两个并分别与学生电源81的正负极相连，两个导电夹82分别夹持电热丝83，两个导电夹82穿过塞子2，使电热丝83靠近钠块7，电热丝83在通电时能产生热量，并引燃钠块7。学生电源81便于学生进行实验操作，导电夹82能良好地连接导热丝，使其在导电的情况下发热，引燃钠块7，电热丝83可优选地放置在燃烧匙6上，为了能更快地加速钠块7的燃烧，可进一步优
选地将电热丝83与钠块7抵接。需理解的是，当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量，产生的热量作用于与其抵接钠块7上，使其燃烧。
42.在另一方案中，注射组件3包括注射针管31、半滴管32和鲁尔阀33；半滴管32为普通滴管截短并保留了长圆形空腔，注射针管31与半滴管32的长圆形空腔相连通，半滴管32与鲁尔阀33相连通，鲁尔阀33与导流管4相连通，注射管内装有氯气制备溶液。该结构使其集合了长颈漏斗盒分液漏斗的优点，通过调节鲁尔阀33可准确控制液体的滴加速度，而注射针管31因其尾部能封闭，解决了挥发性液体试剂添加时易挥发的问题，同时，保证了整个装置的密封性。需理解的是，鲁尔阀33是一种常用于化学实验的阀门，它是一种耐酸耐碱的无渗接头，分为二通阀和三通阀，可根据实际需求选用，在本实施例中，可选为二通阀。另外值得一提的是，注射针管31的针头穿过半滴管32与其连通，并在连通处用玻璃胶对其进行固定，保证其密封性。
43.在进一步的方案中，注射组件3内有两个注射针管31和一个半滴管32；一注射针管31内装有氯气制备溶液，通过半滴管32和鲁尔阀33连通，另一注射针管31内装有氢氧化钠溶液，并与鲁尔阀33连通。通过该结构能在保证装置密封性的情况下根据实际情况直接添加氢氧化钠溶液，在实验结束后对氯气进行无害处理。
44.在其他方案中，还设有氯气检验组件9，氯气检验组件9包括固定丝91、紫色石蕊棉球92、湿润的淀粉-ki试纸93、品红棉球94；固定丝91一端设于塞子2上，另一端置于集气瓶1内，紫色石蕊棉球92、湿润的淀粉-ki试纸93和品红棉球94依次地设于固定丝91上。通过该结构既能探究氯气的氧化性、漂白性和酸性，又能对集气瓶1内是否充满了氯气进行一个化学性的检测。由常识可知，品红棉球94遇氯气褪色体现了氯气的氧化性，湿润的淀粉-ki试纸93遇氯气先变蓝，随后变为无色，体现了氯气的氧化性和氯气溶于水后的漂白性，紫色石蕊棉球92在遇氯气时先变红，后变白，体现了氯气溶于水后产生的酸性和漂白。
45.在其他方案中，还设有饱和食盐水棉球10，饱和食盐水棉球10填满反应杯5的开口，导流管4穿过饱和食盐水棉球10置于反应杯5内。通过该结构能出去氯气中的少量氯，实现氯气的净化。
46.在其他方案中，还设有尾气处理组件11，尾气处理组件11包括干燥管111、饱和氢氧化钠棉球112、碱石灰113、气球114；干燥管111一端穿过塞子2连通集气瓶1，另一端置于集气瓶1外；饱和氢氧化钠棉球112置于干燥管111内并靠近塞子2的顶面，碱石灰113置于干燥管111内饱和氢氧化钠棉球112的顶面；气球114套设于干燥管111置于集气瓶1外一端。通过该结构能实现对氯气的处理，同时气球114的设置能缓冲实验过程中气压变化带来的不稳定性。需要理解的是，饱和氢氧化钠棉球112填满了干燥管111底部，碱石灰113置于其上，难以掉落。
47.在其他方案中，还设有残留检验组件12，残留检验组件12包括固定板121、电机122、转动轴123、检验盒124、固定柱125、分隔板126、挡板127和连接绳128；固定板121固设于集气瓶1外，电机122设于固定板121上，转动轴123一端可转动地设于塞子2内，另一端穿过塞子2与电机122相连；检验盒124置于集气瓶1内并通过固定柱125与塞子2相连，检验盒124设有一开口，分隔板126设有若干个，若干个分隔板126设于检验盒124内，并将检验盒124分隔成若干独立的空间，每个检验盒124内的独立空间内都设有湿润的淀粉-ki试纸93，挡板127滑动连接于检验盒124的开口上，并能遮挡检验盒124的开口，且通过连接绳128与
转动轴123相连；转动转动轴123，能使挡板127滑动并逐渐打开检验盒124内的独立空间。该结构通过启动电机122带动挡板127缓慢地逐个打开检验盒124内的每个独立空间，使湿润的淀粉-ki试纸93逐一与瓶中的氯气接触，当最后接触瓶中气体的湿润的淀粉-ki试纸93不发生颜色改变时，可以认为瓶中的氯气已经处理得差不多了。并且，为了便于观察，可检验盒124可优选为透明的。
48.需要提醒的是，所有的棉球都是湿润的。
49.请一并参阅图1-图3，上述的一种钠块7在氯气中燃烧的实验装置的使用过程为：
50.通过注射组件3将其内装有的反应试剂添加进反应杯5中产生氯气，通过氯气检验组件9观察到其氯气的氧化性、还原性盒漂白性后，接通电热组件8的电源，引燃钠块7，最后启动电机122，观察集气瓶1内的氯气是否处理完。
51.上述的钠块在氯气中燃烧的实验装置能使钠块安全可控地在集满氯气的瓶中燃烧。
52.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。