环保型气体防泄漏实验装置

摘要：鉴于中学有毒气体制备及性质等实验药品用量大、实验时间长、毒气易泄露、尾气难处理等不足，利用实验室常备仪器制作的环保型多用气体防泄漏实验装置，可适用于许多涉及有毒有害气体的实验，具有结构简单、通用性强、无环境污染、实验效果好等优点。

关键词：气体制取；性质实验；绿色环保

文章编号：1005–6629（2013）10–0047–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

中学化学在讲授元素化合物知识时，需通过实验对Cl2、SO2、NO2、CO2、NH3等有毒、有害气体的性质与制备进行探究，这些实验用药量较大，对其性质的验证实验时间长。因此如何自制实验装置，让化学实验既简易又环保，有许多同行进行了有益的探索[1～3]。但从课堂试用的情况来看，这些实验的设计虽达到了简易环保的要求，但在装置美观性、通用性和直观性等方面还不尽如人意。针对这些问题，笔者在前人研究的基础上设计了环保型多用途气体实验装置，该装置设计新颖、构思巧妙、多种功能、操作简便、现象直观、绿色环保，具有推广意义，现为大家介绍如下。

1 设计思路

从化学实验的整体性、简约性、美观性和环保性出发，把气体制取、性质实验和尾气处理在全封闭装置内同步完成，设计了如图1所示实验装置，各部件均是化学实验室常备仪器，如广口瓶、蒸馏烧瓶、移液管、试管、胶头滴管等，利用橡胶塞把以上仪器通过简单的连接，形成既独立又连通的若干个空间，向各个不同的空间放入不同的试剂，即可进行气体的发生、性质实验及尾气的处理，具有结构简单、通用性强、无环境污染、实验效果好等优点，适用于各类产生有毒有害气体的实验。

装置说明：该装置无需夹持仪器，实验时可稳定地放置于实验演示台上，其中移液管在实验中充当气压平衡管，可调节内外压强，防止冲塞，带侧口的弯头试管可自行加工而成。

2 适用实验介绍

2.1 SO2性质验证实验

如图3所示，在广口瓶内的两导管上分别贴上两条蓝色石蕊试纸条，向广口瓶中注入适量的澄清石灰水，向烧瓶中注入适量的紫色石蕊溶液，在弯头试管内加入几粒石灰石碎块，胶头滴管中吸入适量的稀盐酸，按图3所示连接好装置。实验时，挤压胶头，二氧化碳从试管上部的气孔排出。摇晃装置，片刻可发现：石灰水出现白色混浊，石蕊试液变为红色，随后广口瓶内下部一条石蕊试纸先变红色，上部一条试纸后变红色；打开广口瓶上的橡胶塞，插入燃烧的火柴，火柴熄灭。

结论：①通过紫色石蕊试液变红色，证明二氧化碳是酸性氧化物；②二氧化碳能使澄清的石灰水变混浊；③通过石蕊试纸变色顺序说明二氧化碳的密度比空气大；④二氧化碳不能燃烧，且不支持燃烧。

2.3 铜与浓硝酸反应

如图4所示，向广口瓶和烧瓶中各注入适量的氢氧化钠溶液，在弯头试管内投入小片铜片，胶头滴管中吸入适量的浓硝酸，按图4所示连接好装置。实验时，挤压胶头，铜与浓硝酸反应放出的红棕色二氧化氮气体，从试管上部的小孔排放出来，充入烧瓶和广口瓶中。利用气压平衡管可调节内外压强，防止冲塞。摇晃装置，NO2被广口瓶和烧瓶内的NaOH溶液吸收，有害气体不会外泄，保护了工作环境。

2.4 铜与浓硫酸反应

如图5所示，向广口瓶中注入适量的品红溶液，向弯头试管内加入适量的紫色石蕊溶液，向烧瓶中注入适量的浓硫酸，把铜丝的一头弯成螺旋状，另一头缠绕固定在弯头试管的底部（注：此设计可通过旋转橡胶塞控制铜丝和浓硫酸接触，从而可根据需要随时停止反应，避免药品浪费），按图5所示连接好装置。加热烧瓶的底部，铜和浓硫酸铜反应产生SO2。摇晃装置，可发现：品红溶液逐渐褪色，石蕊试液变为红色，整个演示过程中有害气体不会外泄。

2.5 木炭与浓硝酸反应

如图6所示，向广口瓶中注入适量的氢氧化钠溶液，向烧瓶中加入适量的浓硝酸，按图6所示连接好装置。用酒精灯加热浓硝酸，与此同时把花生米大小的木炭块点燃（用硬实的木炭），放置于烧瓶的颈部，塞好橡胶塞。向左倾斜装置，让点燃的木炭滑入到热浓硝酸里，木炭在热浓硝酸里激烈反应，上下跳跃，生成的红棕色NO2充满烧瓶。气压平衡管可调节内外压强，防止冲塞。摇晃装置，NO2被广口瓶内的NaOH溶液吸收，有害气体不会外泄，保护了工作环境。

2.6 硫化氢和二氧化硫反应

能够利用环保型多用气体实验装置的实验还有很多，如H2S和Cl2反应的实验、NH3和HCl气体的化合反应的实验等。总之，通过举一反三，我们还可进一步开发该仪器的功能，让化学实验既简易又环保。

参考文献：

[1]杨荫川.对多用化学反应实验管的研制和使用[J].中国教育技术装备，2004，（3）：13～14.

[2]卓利君.自制实验管让化学实验既简易又环保[J].中学化学教学参考，2007，（4）：43～43.

[3]张建波，施力争.有毒气体实验的集约化设计[J].化学教学，2011，（5）：44～45.