幾種常用化學儀器的製作
簡易電解水裝置
(1)製作:
選一個管壁較厚的U形管,把U形管的管口皆用膠塞塞緊,把噴燈的火焰調成小火,然後將U形管彎曲處的中心部位放在火焰上加熱,待玻璃紅軟後,U形管中氣體膨脹使紅軟處鼓開一個小孔,將小孔和預先準備的細玻璃管放在噴燈上加熱至紅軟,然後迅速對接。再把U形管的下部一側放在尖細的火焰上集中一點加熱,待玻璃紅軟後用攝子夾住軟化處向外拉出一個玻璃尖咀,用刀銼或磨石磨出一個能剛好放入一根廢燈泡中燈絲支架的小孔,將燈絲支架放入小孔中,然後放在火焰上的加熱,使燈絲支架與玻璃尖咀熔接,用同樣方法在另一側接上一根燈絲支架。然後按圖組裝即可。
(2)裝置的使用:
①電極用廢燈泡中燈絲的支架,也可用電爐絲、曲別針、鐵絲代替。
②從U形管口注入10-15%的氫氧化鈉溶液,注滿後塞上膠塞。
③電解時用直流電源,一般電壓為6~12伏。
煤油小噴燈
(1)製作
選一個有金屬蓋的小藥瓶,在金屬蓋的中央挖一個直徑6毫米左右的圓孔。取一根直徑6毫米左右的鐵管截成70毫米長,無鐵管可用薄鐵板卷製而成,在距鐵管一端20毫米處彎成120°角,同時在彎曲處打一個直徑2毫米左右的小孔,將鐵管插入金屬蓋中,用電烙鐵焊接即可。
(2)使用
①在細鐵管內放入一束棉線做燈芯,然後打開瓶蓋倒入煤油或柴油,體積約占整個體積的23為適宜。
②在彎曲處插入一個大號注射針頭(作調節火焰用),針頭用橡皮管與緩衝瓶相連接,緩衝瓶再與皮老虎連接,然後點燃即可使用。
製取二氧化氮的裝置
(1)製作
選一支具支試管和一個單孔膠塞,單孔膠塞中插入一支長頸漏鬥。漏鬥口用膠塞塞緊,尾端接一膠管。距漏鬥尾端30mm處放在噴燈上加熱,待玻璃紅軟後,用咀連接膠管,迅速吹起一個玻璃球,玻璃球外徑與具支試管內徑接近,其間隙控製在既掉不下銅片又能透過濃硫酸為適宜,然後按圖組裝即可使用。
(2)裝置的使用
把具支試管傾斜裝入幾片銅片,從長頸漏鬥口加入濃硫酸,酸浸沒銅片為止。不用時關閉活栓,酸被壓回漏鬥,酸與銅片脫離接觸,反應立即停止。
簡易氣體發生器
(1)製作
選一支20×200mm的具支試管,距具支試管底部30mm處用噴燈加熱,邊加熱邊旋轉。待玻璃紅軟後,用鑷子夾住試管底部向外拉伸。拉細部位能剛好插入一支長頸漏鬥為適宜,其間隙控製在既掉不下鋅粒又能透過稀酸,然後按圖組裝即可。
(2)使用
把具支試管傾斜裝入8-10粒鋅粒。從長頸漏鬥加入稀硫酸,浸沒鋅粒為止。不用時關閉活栓,酸被壓回漏鬥與鋅粒脫離接觸,反應立即停止。
按反應物狀態進行實驗裝置歸類
近幾年,高考化學實驗轉向於考察綜合設計實驗的能力(即由多種儀器或多種裝置按某種目的進行串聯組合成一套裝置而完成某種實驗)。考生答題時感到惘然,下手不準,錯誤率特別大。究其原因有:一是對各類裝置功能和儀器的用途缺乏全麵了解;二是教學中片麵注意“實驗規範化”,忽視裝置和藥品可“借代”的靈活性學習。為了克服這種現象,按反應物狀態進行實驗裝置歸類,對培養學生靈活設計實驗能力,很有必要。
根據反應物性質和生成物性質,實驗裝置有密閉係統、敞開係統、冷凝回流係統三種類型。
湖南師大附中譚富桃老師側重介紹了密閉係統和借代裝置的方法。
固體反應加熱裝置
裝置-1,能用於製取O2、NH3、CH4種氣體;能製取FeS;能進行碳酸氫鈉分解,銨鹽分解,硝酸鹽分解、鹽的結晶水合物分解;能進行木材和煤幹餾,碳還原金屬氧化等實驗。
根據具體情況,裝置-2也可以做上述某些實驗。裝置-2還可以做H2還原CuO等實驗(為什麼?)。
A:有孔塑料板A類(啟普發生器類型)常溫下固-液反應裝置
這些裝置主要用來製取氣體。A類裝置不能製取的氣體可以用B類裝置製取。A類裝置要求:
反應物固體難溶於水,生成氣體難溶於水或反應混和物液體中,另一種生成物溶於反應混和物液體中。如:Na2CO3和稀H2SO4製CO2、CaC2和H2O製C2H2、Na2O2和H2O製O2等就不能用A類裝置,隻能用B類裝置。B類裝置能代替A類裝置製取H2、CO2、H2S等氣體。B類裝置通過分液漏鬥控製反應速度和反應物的用量。
固-液反應加熱裝置
用此類裝置能製取Cl2、HCl、SO2、NO2、NO等氣體;也能製HNO3和CH3COOH;還能製取NH3(固體NH4Cl和濃NaOH溶液)。
固-氣反應加熱裝置
如用此裝置進行H2、CO還原金屬氧化物;也可以進行SO2催化(固體催化劑)氧化實驗。
再如用銅粉去掉空氣中的O2,可采用此裝置。
固-氣反應不需要加熱裝置
如用此裝置進行氣體幹燥,固體吸收氣體。CO2和Na2O2反應可以用此裝置。