专利名称：二氧化氮的制取及其与水反应的实验器的制作方法
技术领域：
二氧化氮的制取及其与水反应的实验器
技术领域：
本实用新型涉及化学实验器材，特别是一种二氧化氮的制取及其与水反应的实验器。
背景技术：
化学是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一种主要研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学，因此，在教育的初中阶段就开设了化学这一学科，让人们对物质组成、结构、变化等有初步认识。化学学科，主要是通过实验的手段去 观察现象进而去分析物质的特性结构等，所以中学阶段的化学学科也必然伴随着大量的实验教学，学校都有独立的化学实验室，人们熟知的二氧化氮，是高中化学课本中所要学习并掌握的气体之一，且有制取二氧化氮及二氧化氮与水反应的实验课程。目前中学化学实验室制取二氧化氮气体，大多采用大试管作反应器，在大试管中加入铜及浓硝酸进行反应制得。由于二氧化氮有毒性且易溶于水，因此只能采用向上排空气法收集生成的二氧化氮气体。这种方法存在几个不足其一、加入的浓硝酸试剂用量较大，造成不必要的浪费；其二、生成的N02为有毒气体，直接排放到空气中，造成人身伤害及大气污染；其三、浓硝酸与铜直接在大试管中反应，存在极大的安全隐患；其四、气体收集操作复杂，实验过程中二氧化氮气体与水反应现象的观察较困难，且气体容易逸漏，不利于学生安全高效进行实验。
发明内容本实用新型的目的是克服上述不足，提供一种可同时进行二氧化氮的制取及其与水反应的实验器。本实用新型的目的是这样实现的一种二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其改进在于它包括反应瓶、滴液漏斗、集气管及反应管。其中，所述反应管的外径小于集气管的内径；所述集气管的上端封闭，下端由反应瓶的瓶口伸入至反应瓶内；所述反应管设置于反应瓶内，反应管的下端固设于反应瓶底面中心位置，上端伸至集气管内；所述集气管上端设置有与滴液漏斗相适配的连接孔，滴液漏斗穿过集气管上的连接孔伸入至反应管的内部；所述集气管上部与反应瓶瓶口紧密配合；上述结构中，所述滴液漏斗包括液体盛载囊及连接于液体盛载囊下端与液体盛载囊相通的导管，导管上靠近液体盛载囊的位置设置有一活塞式阀门；上述结构中，所述液体盛载囊与集气管上端之间连通有一气压平衡管；上述结构中，所述集气管包括管体及连接于管体上端的带磨砂口的管盖，管盖扣合于反应瓶的瓶口上形成密封配合；上述结构中，所述管盖上设置有连接孔，所述滴液漏斗下端穿过连接孔伸入至反应管内；上述结构中，所述反应瓶的瓶口为磨砂瓶口 ；上述结构中，所述反应瓶为锥形瓶；[0011]上述结构中，所述反应瓶、滴液漏斗、集气管、反应管、活塞式阀门为玻璃材料制成。本实用新型有益效果在于I、装置一体化本实用新型将反应瓶、反应管、集气管、滴液漏斗通过一定的连接，组成一个一体式实验装置；2、合二为一实验前在反应器中加入试剂(反应管内加入极少量铜(Cu)),滴液漏斗中加入少量浓硝酸)，并组装好整套装置。①二氧化氮的产生旋转滴液漏斗上的活塞式阀门，加入少量浓硝酸(HN03)，立即产生大量二氧化氮气体(N02)。②二氧化氮与水反应集气管中二氧化氮气体(N02)集满后，从集气管下口逸出并进入反应瓶的水中，与水进行反应。简便的操作及两个实验合二为一，大大缩减实验所需的时间；3、节约试剂浓硝酸及铜片的用量约为原来试管实验用量的1/3-1/4 ；4、现象明显实验开始，集气管内收集了大量红棕色二氧化氮气体(N02);反应管下部液体(Cu(N03)2浓溶液)呈深绿色清晰可见；当浓硝酸与铜片的反应停止后，因N02易与水反应，集气管内形成负压，反应瓶中的水被吸到集气管中，管中红棕色渐渐褪去，N02与水反应的产物NO，再与空气中的氧气反应生成N02。最终水面约上升到集气管的2/3-3/4处。二氧化氮的产生及其与水反应的实验现象，相当明了；5、连接紧密反应瓶的瓶口采用磨砂瓶口，集气管与滴液漏斗连成整体，形成良好的密封效果；6、耐腐蚀性整套装置均采用玻璃材料制成，浓硝酸对其不会造成腐蚀；7、安全环保；该实验器是一个密封的体系，产生的毒害气体二氧化氮(N02)完全密封在反应瓶内。由于N02易溶于水，因此，反应瓶内气压不会突然增大，并能快速达到平衡，保证了实验的安全与环保。使师生闻之色变的有关N02的实验变得安全简捷、直观明了、轻松有趣。
图I为本实用新型的结构示意图图中1、反应瓶11、瓶口 2、滴液漏斗21、液体盛载囊22、导管3、集气管31、管体32、磨砂口 4、反应管5、活塞式阀门6、气压平衡管。
具体实施方式
以下结合附图及具体的实施方式对本实用新型作进一步说明参照图I所示，本实用新型揭示了一种二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，它包括反应瓶I、滴液漏斗2、集气管3、反应管4。其中,所述反应管4的外径小于集气管3的内径；所述集气管3的上端封闭，下端由反应瓶I的瓶口 11伸入至反应瓶I内，且接近反应瓶I瓶底位置为佳；所述反应管4设置于反应瓶I内，反应管4的下端垂直固设于反应瓶I底面中心位置，上端伸至集气管3内，即集气管3下端套设于反应管4上，以便于在实验时收集气体及将气体导入反应瓶I底部(水中)，所述集气管3上端与滴液漏斗2连成整体，滴液漏斗2穿过集气管3上的连接孔伸入至反应管4的内部；所述集气管3上部与反应瓶I的瓶口 11紧密配合，滴液漏斗2与连接孔之间、集气管之间是连成一体的。[0024]还是参照图1，滴液漏斗2包括液体盛载囊21及连接于液体盛载囊21下端与液体盛载囊21相通的导管22，导管22上靠近液体盛载囊21的位置设置有一活塞式阀门5，该活塞式阀门5控制在实验过程中液体盛载囊21中液体流量的大小或液体滴下的速度，所述液体盛载囊21与集气管3上端连通有一气压平衡管6，该气压平衡管6可保证在实验过程中液体盛载囊21中的气压与反应瓶I中的气压相等，所述集气管3包括管体31及连接于管体31上端的带磨砂口 32的管盖,管盖扣合于反应瓶I的瓶口 11上形成密封配合，较佳的，反应瓶I的瓶口 11设 计为磨砂结构的瓶口 11，可进一步增加管盖与瓶口 11的密封度。于所述管盖上设置有连接孔，所述滴液漏斗2下端穿过连接孔伸入至反应管4内，由于采用磨砂口 32，滴液漏斗2的导管22与管盖之间也具有良好的密封性，不易出现漏气现象。本实用新型中的集气管3也可以是其他结构，能满足其与反应瓶I之间良好密封即可，也可通过一些密封件辅助密封。此外，具体应用时，也可在反应瓶I中固定的反应管4上，另外套一支小试管作反应管，每次实验后，只需要更换这支活动的反应管即可。由于二氧化氮制取所使用的试剂有浓硝酸，而浓硝酸又具有很强的氧化性及腐蚀性，因此，将反应瓶I、滴液漏斗2、集气管3、反应管4、活塞式阀门5等部件采用透明玻璃材料制做。优点有二 其一，防止各部件由于长期使用而被腐蚀，增加该实验器的使用寿命；其二，便于观察反应过程中的实验现象。较佳的，所述反应瓶I采用锥形瓶，具有可避免反应瓶内液体洒出及耐热等积极效果。具体实验过程I、实验之前，检查气密性；在反应瓶I内加入适量的水，水量最好超过集气管下端2-3厘米；在反应管4内加入铜；在活塞式阀门5关闭的滴液漏斗2中加入一定量的浓硝酸；再将各组件组装完成。2、实验过程，只需旋转活塞式阀门5，浓硝酸滴入至反应管4中与铜进行化学反应Cu+4HN03(浓)=Cu (N03) 2+2H20+2N02丨，生成的二氧化氮(N02)聚集在集气管3内(反应瓶I内为密封状态，气体不会外漏)，集气管3及反应管4内呈红棕色,而反应管4底部液态层呈深绿色，反应瓶I内水面上升，该过程即为二氧化氮(N02)的制取过程；而当集气管3内聚集的二氧化氮足够多时，二氧化氮便进入反应瓶I的水中，与水进行反应3N02+H20 = 2HN03+N0 。3、浓硝酸与铜片反应停止时因Ν02易与水反应，集气管3内形成负压，反应瓶I中的水被吸到集气管3中，集气管3中红棕色渐渐褪去。产物中的Ν02再与空气中的氧气反应2Ν0+02 = 2Ν02丨，最终水面约上升到集气管3的2/3_3/4处。综上，本实用新型将反应瓶I、反应管4、集气管3、滴液漏斗2通过一定的连接组装形成一个一体式实验器装置。使用该实验器进行实验，其操作简便，可实现二氧化氮的制取及其与水反应二个实验合二为一，大大缩减实验所需时间；其次、使用该实验器进行实验，其现象明显二氧化氮制取时，集气管3内产生大量红棕色二氧化氮气体(Ν02);反应管4下部液体(Cu (Ν03) 2浓溶液)呈深绿色清晰可见；反应停止后，Ν02与水反应(红棕色渐渐褪去)及水面上升的现象，相当明了 ；再次、安全环保；该实验器是一个密封的体系，产生的二氧化氮(Ν02)完全密封在反应瓶I内，由于Ν02易溶于水，当集气管3内集满二氧化氮(Ν02)后，二氧化氮(Ν02)气体从下口逸出，立即与水发生化学反应，因此，反应瓶I内气压不会突然增大，且能快速达到平衡，保证了实验的安全与环保，使师生闻之色变的有关Ν02的实验变得安全简捷、直观明了、轻松有趣。[0031]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
权利要求1.一种二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于它包括反应瓶、滴液漏斗、集气管及反应管，其中，所述反应管的外径小于集气管的内径；所述集气管的上端封闭，下端由反应瓶的瓶口伸入至反应瓶内；所述反应管设置于反应瓶内，反应管的下端固设于反应瓶底面中心位置，上端伸至集气管内；所述集气管上端设置有与滴液漏斗相适配的连接孔，滴液漏斗穿过集气管上的连接孔伸入至反应管的内部；所述集气管上部与反应瓶瓶口紧密配合。
2.根据权利要求I所述的二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于所述滴液漏斗包括液体盛载囊及连接于液体盛载囊下端与液体盛载囊相通的导管，导管上靠近液体盛载囊的位置设置有一活塞式阀门。
3.根据权利要求I或2所述的二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于所述液体盛载囊与集气管上端之间连通有一气压平衡管。
4.根据权利要求I或2所述的二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于所述集气管包括管体及连接于管体上端的带磨砂口的管盖，管盖扣合于反应瓶的瓶口上形成密封配合。
5.根据权利要求4所述的二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于所述管盖上设置有连接孔，所述滴液漏斗下端穿过连接孔伸入至反应管内。
6.根据权利要求I所述的二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于所述反应瓶的瓶口为磨砂瓶口。
7.根据权利要求I所述的二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于所述反应瓶为锥形瓶。
8.根据权利要求I所述的二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其特征在于所述反应瓶、滴液漏斗、集气管、反应管、活塞式阀门为玻璃材料制成。
专利摘要本实用新型公开了一种二氧化氮的制取及其与水反应的实验器，其改进在于它包括反应瓶、滴液漏斗、集气管及反应管，其中，所述反应管的外径小于集气管的内径；所述集气管的上端封闭，下端由反应瓶的瓶口伸入至反应瓶内；所述反应管设置于反应瓶内，反应管的下端固设于反应瓶底面中心位置，上端伸至集气管内；所述集气管上端设置有连接孔，滴液漏斗穿过集气管上的连接孔伸入至反应管的内部；所述集气管上部与反应瓶瓶口紧密配合；本实用新型将反应瓶、反应管、集气管、滴液漏斗通过一定的连接组装形成实验器，二氧化氮的制取及二氧化氮与水的反应两个实验可在该实验器中同时进行，合二为一，使用该实验器进行实验，其操作简便、安全可靠、低碳环保。
文档编号G09B23/24GK202383910SQ20112047267
公开日2012年8月15日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者郑子辂 申请人:郑子辂