一氧化氮製取及氧化實驗器的製造方法
2023-05-18 01:51:36
一氧化氮製取及氧化實驗器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種一氧化氮製取及氧化實驗器，它包括底座，底座上設有上端開口的反應管，反應管的中部嵌設一篩板，反應管的下端設有一儲液管，儲液管的內部與反應管的內部連通，儲液管的容積大於反應管的容積，反應管的上端開口密封插入有一活接，活接的內部與反應管的內部連通，活接上設有一活塞，活接上端密封插入有一氧化氮氧化管，一氧化氮氧化管的內部與活接的內部連通，一氧化氮氧化管上端設有尾氣吸收管，尾氣吸收管的內部與一氧化氮氧化管的內部連通，尾氣吸收管內裝有尾氣吸收液。其有益效果在於：一氧化氮的製取及氧化實驗連貫完成，快速、無需加熱，氣體純淨，量及速度可控制，無毒氣逸散，可連續進行多次實驗，且尾氣能被吸收，環保安全。
【專利說明】一氧化氮製取及氧化實驗器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種化學教學實驗器具，尤其是涉及一種一氧化氮製取及氧化實驗器。
【背景技術】
[0002]高一年級化學教材《氮的循環》及《硝酸》兩個章節中，分別涉及了一氧化氮(一種有毒氣體)的製取及其氧化兩個實驗。
[0003]由於無色一氧化氮在製取的過程中，極易在空氣中被氧化成紅棕色的二氧化氮(也是一種有毒氣體)，因此教材要求一氧化氮的製取必須在通風櫥中加熱反應，並採用排水法收集氣體，然後在通風櫥(或自然環境中)打開集氣瓶，以此來觀察一氧化氮及二氧化氮的性狀。這種實驗技術存在如下幾個缺點與不足:
[0004]1、受實驗條件的制約
[0005]目前，中學化學實驗室具備良好通風條件的學校並不多，即便具備這種條件的部分學校，往往因為此實驗操作繁瑣、難以控制產生一氧化氮的量及速度、易造成毒氣逸散等原因而放棄實驗。這無疑給化學教學帶來較大的負面影響，使學生對這兩個重要的實驗缺乏必要的感性認識。
[0006]2、反應容器中混有空氣
[0007]反應裝置的大試管中，存有較多量的空氣，在反應初始階段，只能看到紅棕色的二氧化氮氣體，而非無色的一氧化氮氣體，原因是剛開始產生的一氧化氮極易被試管中的空氣氧化成二氧化氮。這易使學生形成錯誤的概念。
[0008]3、產氣與集氣需分步進行
[0009]分步操作的過程，易造成一氧化氮的逸漏，且加熱反應產生氣體及用排水法收集氣體的實驗操作方法很繁瑣，實驗時間長。
[0010]4、一氧化氮需在裸露的空氣中氧化
[0011]一氧化氮氧化成二氧化氮只能靠大氣中的氧氣，因而需要打開集氣瓶，使空氣進入瓶內，此實驗操作勢必造成一氧化氮及二氧化氮的逸散，嚴重汙染環境。
[0012]5、不能連續多次製取一氧化氮
[0013]無法控制一氧化氮氣體產生的速度及量。只有在Cu片或稀HNO3消耗完畢的情況下才能停止氣體的產生，或者把大試管中的稀HNO3倒出來，與Cu片分離，從而達到停止反應的目的。因此，若需再次產生一氧化氮，則要重新組裝實驗裝置，加入新的試劑，這就造成試劑的大量浪費，並大大延長了實驗時間。
[0014]6、無尾氣吸收裝置
[0015]毒害性氣體一氧化氮、二氧化氮直接逸散到空氣中，造成環境汙染，危害師生健康。
實用新型內容
[0016]本實用新型的目的在於有效克服上述技術的不足，提供一種一氧化氮製取及氧化實驗器，一氧化氮的製取及氧化實驗連貫完成，能快速完成實驗、無需加熱，氣體純淨，量及速度可控制，無毒氣逸散，可連續進行多次實驗，且尾氣可被吸收，環保安全。
[0017]本實用新型的技術方案是這樣實現的:它包括底座，其改進之處在於:所述底座上設有上端開口的反應管，所述反應管的中部嵌設一篩板，反應管的下端設有一儲液管，所述儲液管的內部與反應管的內部連通，儲液管的容積大於反應管的容積，反應管的上端開口密封插入有一活接，所述活接的內部與反應管的內部連通，活接上設有一活塞，活接上端密封插入有一氧化氮氧化管，所述一氧化氮氧化管的內部與活接的內部連通，一氧化氮氧化管上端設有尾氣吸收管，所述尾氣吸收管的內部與一氧化氮氧化管的內部連通，尾氣吸收管內裝有尾氣吸收液。
[0018]上述結構中，所述活接包括活接管和設置在活接管下端的活接密封塞，所述活接管上設有一活塞，所述活接管上端密封插入有一氧化氮氧化管，所述一氧化氮氧化管的內部與活接管的內部連通，所述活接密封塞插入所述反應管上端開口內並且其內部分別與活接管和反應管的內部連通。
[0019]上述結構中，所述一氧化氮氧化管的下端設有氧化管密封塞，所述氧化管密封塞插入所述活接管上端內並且其內部分別與活接管和一氧化氮氧化管的內部連通，一氧化氮氧化管上還設有氧化管活塞。
[0020]上述結構中，所述反應管的下端還設有一廢液管，所述廢液管的內部與所述反應管的內部連通，廢液管上設有一廢液管活塞。
[0021]上述結構中，所述尾氣吸收液為NaOH溶液。
[0022]本實用新型的有益效果在於:本實用新型結構簡單，操作簡便，組裝簡單，一氧化氮的製取及氧化實驗連貫完成，全過程都是在密閉系統中進行，操作快速、無需加熱，氣體純淨，氣體量及速度可控制，無毒氣逸散，可連續進行多次實驗，且尾氣能被吸收，環保安全，酸液可排出更換，方便快速，可數倍甚至數十倍節省實驗時間及實驗試劑，在任何場合都可安全使用，尤其適合中學化學實驗室製取一氧化氮及氧化實驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型一氧化氮製取及氧化實驗器的實施例一的結構示意圖
[0024]圖2為本實用新型一氧化氮製取及氧化實驗器的實施例二的結構示意圖
[0025]圖中:1、底座；2、反應管；3、篩板；4、儲液管；5、活塞；6、一氧化氮氧化管；7、尾氣吸收管；8、活接管；9、氧化管密封塞；10、活接密封塞；11、氧化管活塞；12、廢液管；13、廢液管活塞；14、反應管上蓋；15、篩籃。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0027]實施例一
[0028]參照圖1所示，本實用新型揭示的一氧化氮製取及氧化實驗器，它包括底座1，底座I上設有上端開口的反應管2,反應管2的中部嵌設一篩板3,篩板3便於承託加入的Cu片，反應管2的下端設有一儲液管4,儲液管4的內部與反應管2的內部連通,儲液管4的容積大於反應管2的容積，反應管2的上端開口密封插入有一活接，活接包括活接管8和設置在活接管8下端的活接密封塞10，活接管8上設有一活塞5，活接密封塞10插入反應管2上端開口內並且其內部分別與活接管8和反應管2的內部連通，密封性能好，便於拆卸，活接管8上端密封插入有一氧化氮氧化管6，儲液管4與一氧化氮氧化管6並排設置，儲液管4為長管狀，具體的是，一氧化氮氧化管6的下端設有氧化管密封塞9，氧化管密封塞9插入活接管8上端內並且其內部分別與活接管8和一氧化氮氧化管6的內部連通，密封性能好，方便拆卸，一氧化氮氧化管上還設有氧化管活塞11，可很好的控制一氧化氮氣體的量，並形成一體化裝置，實驗可連貫完成，且無氣體逸漏，一氧化氮氧化管6上端設有尾氣吸收管7，尾氣吸收管7的內部與一氧化氮氧化管6的內部連通，尾氣吸收管7內裝有尾氣吸收液，優選地，尾氣吸收液為NaOH溶液，無毒氣逸散，環保安全，不會造成環境汙染和危害師生的健康。
[0029]進一步地,反應管2的下端還設有一廢液管12,廢液管12的內部與反應管2的內部連通，廢液管12上設有一廢液管活塞13，需更換酸液時開啟廢液管活塞13，酸液即可排出，操作方便、安全、快捷。
[0030]本實用新型的底座I材質為有機玻璃,其他部件的材質均為玻璃。
[0031]本實用新型的具體的使用過程如下:1、一氧化氮的製取:取下活接，從反應管2上端開口加入適量Cu片，Cu片被篩板3承託著，將活接密封塞10插入反應管2上端開口內並開啟活塞5，從儲液管4開口加入稀HNO3至完全充滿反應管2，使空氣被徹底排除，同時關閉活塞5，這樣產生的一氧化氮氣體不會與空氣接觸，氣體純淨，稀HNO3與Cu片接觸，反應緩慢開始，速度逐漸加快，反應管2中液體漸漸由無色透明變成藍色，且溶液藍色隨著反應時間的增加而加深，現象明顯，便於學生觀察，此時產生的一氧化氮氣體被收集存儲在反應管2內，同時反應管2中產生的一氧化氮氣體把液體壓向儲液管4，當液面低於反應管2中的篩板3時，固液分離，反應停止，此時反應管2中充滿無色氣體，即可觀察一氧化氮氣體的性狀，這就很好的控制了一氧化氮氣體產生的量，固液反應無需加熱，大大簡化實驗裝置並節省實驗時間；2、一氧化氮的氧化:將氧化管密封塞9插入在活接管8上端內，開啟活塞5和氧化管活塞11,儲液管4中液體壓力把反應管2中的一氧化氮氣體壓向一氧化氮氧化管6，被一氧化氮氧化管6中的空氣所氧化,一氧化氮氧化管6中迅速充滿紅棕色二氧化氮氣體，一氧化氮被氧化的同時，因一氧化氮氧化管6內氣體壓力增大，會有少部分氣體被壓向尾氣吸收管7，被尾氣吸收管7中的NaOH溶液所吸收，毒害性氣體一氧化氮、二氧化氮不會直接逸散到空氣中，不會造成環境汙染，不會危害師生的健康。
[0032]本實用新型可連續進行多次實驗，實驗前，在反應管2中加入數倍量的Cu片，每個班實驗後，進行第二個班實驗時，只需更換一氧化氮氧化管6 (含尾氣吸收管7)，此時，整個實驗器形成全密封系統，毒害性氣體一氧化氮、二氧化氮不會逸漏，必要時可隨時更換酸液，開啟廢液管活塞13，酸液即從廢液管12排出。本實用新型也可進行單次實驗，把活接去掉，直接將一氧化氮氧化管6上的氧化管密封塞9插入反應管2上端開口內即可。
[0033]本實用新型結構簡單，操作簡便，組裝簡單，一氧化氮的製取及氧化實驗連貫完成，全過程都是在密閉系統中進行，操作快速、無需加熱，氣體純淨，氣體量及速度可控制，無毒氣逸散，可連續進行多次實驗，且尾氣能被吸收，環保安全，酸液可排出更換，方便快速，可數倍甚至數十倍節省實驗時間及實驗試劑，在任何場合都可安全使用，尤其適合中學化學實驗室製取一氧化氮及氧化實驗。
[0034]實施例二
[0035]參照圖2所示，為本實用新型揭示的另一個實施例，它包括底座1，底座I上設有上端開口的反應管2，反應管2的上端開口插入有反應管上蓋14，反應管2的上端開口和反應管上蓋14之間通過磨砂口形成密封，密封性能好，方便拆卸，反應管上蓋14上密封插入有儲液管4和一氧化氮氧化管6，儲液管4和一氧化氮氧化管6並排設置，儲液管4為長管狀，儲液管4、一氧化氮氧化管6與反應管上蓋14成為一體，儲液管4的容積大於反應管2的容積，儲液管4和一氧化氮氧化管6的內部均與反應管2的內部連通，儲液管4的下端面靠近反應管2的底面，且儲液管2的下端上設有篩籃15，一氧化氮氧化管6上設有氧化管活塞11，可很好的控制一氧化氮氣體的量，並形成一體化裝置，實驗可連貫完成，且無氣體逸漏，一氧化氮氧化管6上端設有尾氣吸收管7，尾氣吸收管7的內部與一氧化氮氧化管6的內部連通，尾氣吸收管7內裝有尾氣吸收液，優選地，尾氣吸收液為NaOH溶液，無毒氣逸散，環保安全，不會造成環境汙染和危害師生的健康。
[0036]本實用新型的底座I材質為有機玻璃,其他部件的材質均為玻璃。
[0037]本實用新型的具體使用過程如下:1、將反應管上蓋14取下，往篩籃15中加入適量Cu片，再將反應管上蓋14插入到反應管2內，開啟氧化管活塞11，從儲液管4開口加入稀HNO3至完全充滿反應管2，使空氣被徹底排除，同時關閉氧化管活塞11 ;2、稀HNO3與Cu片接觸，反應緩慢開始，速度逐漸加快，產生的一氧化氮氣體被收集儲存在反應管2內，溶液由無色透明變成藍色透明，且顏色越來越深；3、反應管2中產生的一氧化氮氣體把液體壓向儲液管4,當液面低於反應管篩籃15底板時，固液分離,反應停止,此時反應管2中充滿無色氣體，現象直觀明了 ；4、開啟氧化管活塞11，儲液管4中液體壓力把反應管2中的一氧化氮氣體壓向一氧化氮氧化管6，被一氧化氮氧化管6中的空氣所氧化，一氧化氮氧化管6中迅速充滿紅棕色二氧化氮氣體；5、一氧化氮被氧化的同時，因一氧化氮氧化管6內氣體壓力增大，會有少部分氣體被壓向尾氣吸收管7，為尾氣吸收管7中的NaOH溶液所吸收，毒害性氣體一氧化氮、二氧化氮不會直接逸散到空氣中，不會造成環境汙染，不會危害師生的健康。
[0038]本實用新型可使中學化學實驗室製取一氧化氮(含收集、儲存)及氧化的兩個重要實驗在這密閉的實驗器內快速、連貫完成。此實驗器適合一班一換製取一氧化氮氣體及金屬鈉、鉀與水、醇反應產生氫氣並點燃等實驗。該實驗器簡單耐腐蝕，且大大節約實驗時間及試劑用量，同時實現了實驗的綠色化。
[0039]本實用新型結構簡單，操作簡便，組裝簡單，一氧化氮的製取及氧化實驗連貫完成，全過程都是在密閉系統中進行，操作快速、無需加熱，氣體純淨，氣體量及速度可控制，無毒氣逸散，且尾氣能被吸收，環保安全，方便快速。
[0040]以上所描述的僅為本實用新型的較佳實施例，上述具體實施例不是對本實用新型的限制。在本實用新型的技術思想範疇內，可以出現各種變形及修改，凡本領域的普通技術人員根據以上描述所做的潤飾、修改或等同替換，均屬於本實用新型所保護的範圍。
【權利要求】
1.一種一氧化氮製取及氧化實驗器，它包括底座，其特徵在於:所述底座上設有上端開口的反應管，所述反應管的中部嵌設一篩板，反應管的下端設有一儲液管，所述儲液管的內部與反應管的內部連通，儲液管的容積大於反應管的容積，反應管的上端開口密封插入有一活接，所述活接的內部與反應管的內部連通，活接上設有一活塞，活接上端密封插入有一氧化氮氧化管，所述一氧化氮氧化管的內部與活接的內部連通，一氧化氮氧化管上端設有尾氣吸收管，所述尾氣吸收管的內部與一氧化氮氧化管的內部連通，尾氣吸收管內裝有尾氣吸收液。
2.根據權利要求1所述的一氧化氮製取及氧化實驗器，其特徵在於:所述活接包括活接管和設置在活接管下端的活接密封塞，所述活接管上設有一活塞，所述活接管上端密封插入有一氧化氮氧化管，所述一氧化氮氧化管的內部與活接管的內部連通，所述活接密封塞插入所述反應管上端開口內並且其內部分別與活接管和反應管的內部連通。
3.根據權利要求2所述的一氧化氮製取及氧化實驗器，其特徵在於:所述一氧化氮氧化管的下端設有氧化管密封塞，所述氧化管密封塞插入所述活接管上端內並且其內部分別與活接管和一氧化氮氧化管的內部連通，一氧化氮氧化管上還設有氧化管活塞。
4.根據權利要求1所述的一氧化氮製取及氧化實驗器，其特徵在於:所述反應管的下端還設有一廢液管，所述廢液管的內部與所述反應管的內部連通，廢液管上設有一廢液管活塞。
5.根據權利要求1所述的一氧化氮製取及氧化實驗器，其特徵在於:所述尾氣吸收液為版10?溶液。
【文檔編號】G09B23/24GK204166785SQ201420585127
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】鄭子輅 申請人:鄭子輅