湖南省懷化市第三中學
在實驗中制取有毒氣體或驗證有毒氣體性質實驗時(如SO2、Cl2、H2S、HCl、CO、NO2、NO等),常用的實驗裝置如圖1,在這套裝置里雖然加了尾氣處理裝置,在反應過程中有毒氣體沒有泄漏出來,但是當做完實驗后,在錐形瓶內和集氣瓶內還是有大量的有毒氣體,通常的處理方法是:在空曠地方直接倒掉,這樣也可對環境造成一定污染;在倒的同時也可能有少量有毒氣體進入我們人體;同時也麻煩。
如改用新設計的支管分液漏斗則可以避免產生上述問題(如圖2)。
支管分液漏斗采用三通塞,并且在活塞處加一短支管。三通塞在各個時候的操作見圖3至圖5。在進行圖3、圖4的操作時要夾好止水夾,這是為了防止在旋轉活塞時反應液從支管處流出。
如高一做SO2與KMnO4、Br2反應時,當反應完畢后,用圖05操作,此時止水夾打開,先放掉漏斗中沒有反應完的硫酸(一般是漏斗中的反應液都會多放,如不用三通塞,漏斗中的沒有反應完的反應液要把它倒掉很不好操作),再進行圖3操作,關上止水夾,把NaOH液倒入漏斗內,進行圖4操作;關閉活塞后振蕩,此時圖2中B的壓強減小,C中的液體進入B中,D中的吸收液進入C中,這樣,B、C中的SO2都可被吸收干凈。
如是CO、NO難以溶于水也難以和其它物質反應的氣體,則最后把吸收液改為灌水,把B、C灌滿水趕出氣體。
三通塞和支管漏斗的效果圖如圖6、圖7、圖8。
下面是支管漏斗的一組尺寸供參考,對于不同的要求尺寸可以有所不同(見圖9至圖16)。
氯氣的實驗室制法是進入高中第一個重要的氣體制取實驗,也是一種新的制取氣體的類型(初中學習了兩類氣體制取實驗:固+固→加熱;固+液→不需要加熱。現在這是新學的一類氣體制取實驗:固+液→加熱)。
但是由于氯氣有劇毒,在處理尾氣時有許多難處,所以許多教師在教學時只是擺出了這套裝置而沒有制取氣體。如果用支管分液漏斗(圖17),在處理尾氣時就很方便。
此實驗中C試管中倒入飽和食鹽水用來吸收多余的HCl。
當完成實驗后,把多余的鹽酸放掉,一定要過一段時間讓燒瓶的溫度下降后,才能在B中支管漏斗倒入吸收液NaOH,塞上活塞并搖動燒瓶,瓶內Cl2和沒有反應的HCl就會與之反應,壓強減小,此時既可處理掉Cl2,也可以看到很強烈的倒吸現象(平時學生很難看到此實驗現象)。
注意:
1) A中實驗前放入少量水,到時則可以稀釋放掉的濃鹽酸。
2) 倒入燒瓶中濃鹽酸不能太多;吸收液NaOH要濃。
3) 剛反應完后,撤掉酒精燈后由于氣體溫度下降引起壓強降低而易發生倒吸,而此時的燒瓶溫度還比較高,可能發生炸裂的危險,因而整個過程中,支管分液漏斗的頂塞的凹槽要對準支管分液漏斗瓶口處的小孔,同時三通塞的位置應處于圖4,保持支管分液漏斗內外大氣壓相等,過一段時間讓燒瓶的溫度下降后,才能在B中支管漏斗倒入吸收液NaOH。
4) 在使用本儀器最大的好處則是整個反應都是在一個密閉的體系中進行,對于反應后的有毒氣體能有效地除去,符合了環保、綠色化學的要求。
5) 本儀器通用性強,只要是有液體參加反應并有有毒氣體產生的反應都可用本儀器來進行尾氣處理。
注:本文中所涉及到的“圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”