乙炔的制取及储存装置改进

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  高中化学教材乙炔一节,一直采用把水滴加到碳化钙中的方法制取乙炔气体。此实验存在较大的缺陷:一是当水滴与碳化钙接触瞬间,反应太剧烈,产生气体速度太快,而未与水滴接触时,产生气体的速度迅速减弱,因而难以形成平稳气流,点燃乙炔气体时,火焰时大时小,甚至熄灭,不利于观察燃烧状况;二是反应前容器内充满空气,因此点燃乙炔时必须验纯,这大大延长了实验操作时间;三是性质实验结束后,无法即时停止乙炔气体的发生,造成药品浪费及空气污染。就此,笔者对本实验进行改进,取得良好效果。
  1. 实验器材
  250~500mL集气瓶、塑料瓶(500mL以上矿泉水瓶)、10#胶塞、3#胶塞、900玻璃管、直玻璃管、尖嘴管、玻璃珠、乳胶管各1件。
  2. 实验装置图
  如下图所示
  
  3. 实验准备
  把塑料瓶的底部截去,胶塞a打双孔,胶塞b打单孔,直导管贯穿胶塞a、b,按上图组装好成套装置。
  4. 实验操作与现象
  取出胶塞a(连着上部所有组件),集气瓶中装满水(以胶塞a塞入后,水不溢出为宜)。取碳化钙一块(约2颗花生米大小,若需速度更快,可把碳化钙分成三四小粒)投入集气瓶中,迅速塞紧胶塞a,集气瓶的水不断被压入塑料杯中,碳化钙逐渐消失,溶液变浑浊(产物中的氢氧化钙形成悬浊液),约1分钟,反应完毕,可产生一瓶乙炔气体(此时集气瓶已成为储气瓶)。进行性质实验时,轻轻挤捏玻璃珠,塑料杯中的水进入集气瓶,把气体压出。
  5. 装置优点
  一是材料易得,装置简单,操作简便,连续实验性强。
  二是气体发生器与气体储存装置合二为一,使化学反应及气体收集完全彻底,大大节约药品用量,减小环境污染。产生气体速度快慢不影响性质实验。
  三是气体即用即取,气压气流控制自如。很好地解决了以往其他装置(如启普发生器等)制取气体时不能产生平稳气流的最大缺陷。
  四是缓冲式燃烧安全装置及气体发生器中未混入空气,使气体性质实验安全系数大为提高。
  五是方便,在乳胶管内置玻璃球作阀门,进行气体的其它性质实验时,只需把尖嘴管换成其它导管。若把图中900玻璃管换成T型管,操作更为便捷。
  六是适用范围广,适用于常温下固—液反应的气体制取(产生的气体难溶或微溶于水),如C2H2、H2、NO、CO2、O2(双氧水分解);定量测定气体含量及物质的性质;观察碱金属与H2O反应现象及气体的收集、点燃实验。
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