本技术涉及化学实验装置,具体为一种乙醇与金属钠反应的实验装置。
背景技术:
1、乙醇是人教版普通高中教科书化学必修2第七章“有机化合物”的典型代表物质,乙醇与金属钠的反应是落实“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的重要演示实验。该实验旨在通过对产物氢气的检验,证明在该反应中金属钠置换了乙醇羟基中的氢,并通过比较钠与水反应的现象,得出乙醇羟基中氢原子不如水分子中氢原子活泼的结论。
2、该实验的一般方案为:在盛有少量无水乙醇的试管中,加入一小块新切的、用滤纸吸干表面煤油的钠,在试管口迅速塞上带尖嘴导管的橡胶塞,用小试管收集气体并检验其纯度,然后点燃,再将干燥的小烧杯罩在火焰上。待烧杯壁上出现液滴后,迅速倒转烧杯,向其中加入少量澄清石灰水。观察现象,并与前面做过的水与钠反应的实验现象进行比较。
3、但实验方案存在一些不足之处:产生的氢气量少,不利于后续的验纯和燃烧;点燃气体之前需收集验纯,操作繁琐且消耗氢气较多;没有除杂装置,氢气中混有乙醇蒸汽,干扰实验结果;反应不易控制,一经开始便很难停止,直至金属钠消耗殆尽为止。
技术实现思路
1、为弥补现有技术存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种乙醇与金属钠反应的实验装置,以解决上述背景技术中存在的问题。
2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种乙醇与金属钠反应的实验装置,其特征在于:包括u型管,所述u型管底部设置有固定底座,所述u型管左侧支管开口内部设置有第一橡胶塞,所述第一橡胶塞内部设置有第一针头,所述第一针头顶部设置有第一注射针筒,所述u型管右侧支管设置有限位器,所述u型管右侧支管开口内部设置有第二橡胶塞,所述第二橡胶塞内部设置有导气管,所述第二橡胶塞顶部设置有第二注射针筒,所述第二注射针筒内部设置有多孔隔板,以此放置球状无水氯化钙干燥剂实现乙醇蒸汽吸收除杂,所述第二注射针筒顶部设置有三通阀,以此实现对反应的控制,所述三通阀顶部设置有第二针头,以此导出产生的氢气并进行燃烧。
3、进一步地,所述固定底座左侧设置有垂直杆,所述垂直杆外壁设置有固定所述u型管的试管夹,以此保障整个实验装置的稳定。
4、进一步地,所述第一橡胶塞中轴线与第一针头中轴线重合设置,以此保障装置更好的稳定性和气密性,且第一橡胶塞与第一针头之间构成贯穿结构,以此将u型管和第一注射针筒连为一体,保障乙醇的可逆转移。
5、进一步地,所述第二橡胶塞呈圆柱形,且第二橡胶塞外径与u型管内径吻合,且第二橡胶塞外径与第二注射针筒内径吻合,以此保障实验装置的气密性,且第二橡胶塞中轴线与导气管中轴线重合设置,且第二橡胶塞与导气管之间构成贯穿结构,以此导出产生的氢气。
6、进一步地,所述限位器包括磁性多孔隔板、磁性调节环,且磁性多孔隔板外径与u型管内径吻合,且磁性调节环内径与u型管外径吻合,以此可以更好地承托金属钠并调节其位置。
7、与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
8、其一、本实用新型用于乙醇与金属钠的反应,通过u型管中足量乙醇与金属钠反应可以产生大量氢气,足够后续纯度检验和燃烧实验使用。
9、其二、本实用新型通过使用足量乙醇充满u型管,使用足量球状无水氯化钙干燥剂充满第二注射针筒,以尽可能排净实验装置中的空气,所得氢气纯度高,可通过三通阀支口鼓肥皂泡法代替试管收集爆鸣法进行验纯,不仅安全还减少了氢气消耗。
10、其三、本实用新型通过在第二注射针筒内充满球状无水氯化钙干燥剂,吸收氢气中混有的乙醇蒸汽,避免乙醇燃烧产生的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,排除对实验结果的干扰。
11、其四、本实用新型通过三通阀的开合控制反应的进行,通过控制乙醇在u型管和第一注射针筒之间的可逆流动,实现乙醇与限位器上金属钠的接触与分离,使得反应更加可控、安全。
12、其五、本实用新型通过调节u型管右侧支管中限位器的位置来调节金属钠的位置,进而调控左右支管中乙醇的液位差,从而实现氢气在一定压力下的稳定输出,氢气燃烧时火焰更大且燃烧更稳定,提高实验的成功率。
1.一种乙醇与金属钠反应的实验装置,其特征在于:包括u型管(1),所述u型管(1)底部设置有固定底座(2),所述u型管(1)左侧支管开口内部设置有第一橡胶塞(3),所述第一橡胶塞(3)内部设置有第一针头(4),所述第一针头(4)顶部设置有第一注射针筒(5),所述u型管(1)右侧支管设置有限位器(6),所述u型管(1)右侧支管开口内部设置有第二橡胶塞(7),所述第二橡胶塞(7)内部设置有导气管(8),所述第二橡胶塞(7)顶部设置有第二注射针筒(9),所述第二注射针筒(9)内部设置有多孔隔板(10),所述第二注射针筒(9)顶部设置有三通阀(11),所述三通阀(11)顶部设置有第二针头(12)。
2.根据权利要求1所述的一种乙醇与金属钠反应的实验装置,其特征在于:所述固定底座(2)左侧设置有垂直杆(13),所述垂直杆(13)外壁设置有固定所述u型管(1)的试管夹(14)。
3.根据权利要求1所述的一种乙醇与金属钠反应的实验装置,其特征在于:所述第一橡胶塞(3)中轴线与第一针头(4)中轴线重合设置,且第一橡胶塞(3)与第一针头(4)之间构成贯穿结构。
4.根据权利要求1所述的一种乙醇与金属钠反应的实验装置,其特征在于:所述第二橡胶塞(7)呈圆柱形,且第二橡胶塞(7)外径与u型管(1)内径吻合,且第二橡胶塞(7)外径与第二注射针筒(9)内径吻合,且第二橡胶塞(7)中轴线与导气管(8)中轴线重合设置,且第二橡胶塞(7)与导气管(8)之间构成贯穿结构。
5.根据权利要求1所述的一种乙醇与金属钠反应的实验装置,其特征在于:所述限位器(6)包括磁性多孔隔板(601)、磁性调节环(602),且磁性多孔隔板(601)外径与u型管(1)内径吻合,且磁性调节环(602)内径与u型管(1)外径吻合。