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1、(10)申请公布号 CN 103377581 A (43)申请公布日 2013.10.30 CN 103377581 A *CN103377581A* (21)申请号 201210134105.7 (22)申请日 2012.04.28 G09B 23/24(2006.01) (71)申请人 上海市闵行第二中学 地址 200240 上海市闵行区瑞丽路 33 号 (72)发明人 胡健 (74)专利代理机构 上海胜康律师事务所 31263 代理人 张坚 (54) 发明名称 一种化学实验教具及一种硫酸脱水性的验证 实验方法 (57) 摘要 本发明涉及化学化工基础理论研究及基础应 用领域， 具体涉及一种。
2、化学实验教具及一种硫酸 脱水性的验证实验方法。 该教具包括注射器、 广口 瓶和试管， 所述广口瓶通过其瓶口塞有的双孔塞 的一个孔连通有 U 型玻璃管 ； 所述试管穿越所述 广口瓶上双孔塞的另一个孔插入所述广口瓶内， 所述试管瓶口塞有的双孔塞中分别插有分液漏斗 和一根玻璃导管， 所述玻璃导管连接有至少一个 洗气检气装置， 所述注射器的针头穿越所述试管 上双孔塞伸入所述试管内。其优点是 ： 在封闭的 实验器皿中进行， 并对于最后的尾气进行洗气， 无 有害气体排出， 符合绿色化学的理念 ； 材料易得 ； 实验反应物用量减少、 可反复操作， 而且可保证实 验成功率 ； 可对于实验反应产物和热效应及时验。
3、 证。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103377581 A CN 103377581 A *CN103377581A* 1/1 页 2 1. 一种化学实验教具， 其特征在于 ： 包括注射器、 广口瓶和试管， 所述广口瓶通过其瓶 口塞有的双孔塞的一个孔连通有 U 型玻璃管 ； 所述试管穿越所述广口瓶上双孔塞的另一个 孔插入所述广口瓶内， 所述试管瓶口塞有的双孔塞中分别插有分液漏斗和一根玻璃导管， 所述玻璃导管连接有至少一个洗气检。
4、气装置 ； 所述注射器的针头穿越所述试管上双孔塞伸 入所述试管内。 2. 根据权利要求 1 所述的一种化学实验教具， 其特征在于 ： 所述试管内装有蔗糖， 所述 注射器内装有水， 所述分液漏斗内装有浓硫酸。 3. 根据权利要求 1 所述的一种化学实验教具， 其特征在于 ： 所述洗气检气装置为瓶口 塞有插有两根玻璃导管的双孔塞的试管或试剂瓶、 U 型玻璃管、 双球 U 型玻璃管或洗气瓶中 的一种或几种。 4. 根据权利要求 1 或 3 所述的一种化学实验教具， 其特征在于 ： 所述洗气检气装置的 数量为三个， 所述三个检气装置首尾相接并顺次装有品红溶液、 酸性高锰酸钾溶液和澄清 石灰水。 5. 。
5、根据权利要求 1 所述的一种化学实验教具， 其特征在于 ： 所述 U 型玻璃管内装有具 有颜色的液体。 6. 根据权利要求 1 所述的一种化学实验教具， 其特征在于 ： 所述化学实验教具还包括 底座和垂直固定在所述底座上的背板， 所述广口瓶固定置于所述底座上， 所述 U 型玻璃管、 所述分液漏斗以及所述洗气检气装置被固定在所述背板上。 7. 一种硫酸脱水性的验证实验方法， 由装配步骤和实验步骤组成， 其特征在于其中 ： 所述装配步骤不分先后进行如下步骤 ： 将一个紧塞有双孔塞的广口瓶瓶口向上固定在台面上， 其双孔塞中插入一个玻璃导管 和一个试管 ； 把连接有或即将连接所述广口瓶的所述玻璃导管与。
6、一个 U 型玻璃管连接， 并在所述 U 型玻璃管内装入具有颜色的液体 ； 称取 5g 蔗糖， 放入所述试管中， 并用双孔塞塞入所述试管的瓶口， 在所述试管的双孔 塞内插入分液漏斗和一根玻璃导管 ； 在所述分液漏斗内装入 98的浓硫酸 ； 把连接有或即将连接所述试管的玻璃导管连接第一检气装置， 在所述第一检气装置内 装入品红溶液 ； 将所述第一检气装置连接洗气装置， 在所述洗气装置内装入酸性高锰酸钾溶液 ； 将所述洗气装置连接第二检气装置， 在所述第二检气装置内装入澄清石灰水 ； 将装有水的注射器穿过所述试管的双孔塞伸入所述试管内 ； 所述实验步骤包括如下顺序步骤 ： 推动所述注射器在所述试管内。
7、加入 0.5ml 水， 并静置 1 分钟 ； 打开所述分液漏斗， 滴加 5ml 的浓硫酸。 权 利 要 求 书 CN 103377581 A 2 1/5 页 3 一种化学实验教具及一种硫酸脱水性的验证实验方法 技术领域 0001 本发明涉及化学化工基础理论研究及基础应用领域， 具体涉及一种化学实验教具 及一种硫酸脱水性的验证实验方法。 背景技术 0002 浓硫酸的脱水性是中学化学中 “硫酸” 性质的重要内容， 为了说明此化学特性， 人 民教育出版社版版教科书中设计了 “黑面包实验” 这一经典验证实验， 通常实验步骤如下 ： 先将 200ml 烧杯中加入 20g 蔗糖， 加几滴水搅拌均匀， 然后。
8、再加入 15ml 溶质的质量分数为 98的浓硫酸， 迅速搅拌。浓硫酸将蔗糖中氢、 氧元素按原子个数比 2 1( 与水分子的组 成相同 ) 脱去， 放出大量的热， 引发生成的碳和浓硫酸发生氧化还原反应， 生成二氧化碳和 二氧化硫气体， 反应过程中可以发现蔗糖逐渐变黑， 体积膨胀， 形成疏松多孔的海绵状的炭 ( 黑面包 )， 并产生大量的有刺激性气味的二氧化硫气体。 0003 但教科书中所记载的传统实验方案虽然操作简单， 然而存在两点不足 ： 0004 一、 无法收集和检测反应产物， 也就是反应产生的 SO2、 CO2 等气体， 缺乏强有力的 说服力 ； 0005 二、 更严重的是污染了环境， 由。
9、于实验在敞口容器中进行， 浓硫酸与蔗糖反应过程 中生成的大量有毒气体直接排放到空气中， 会产生空气污染、 造成人身损害， 尤其是在教室 这样人员密集、 呈半封闭的环境， 更进一步加剧了有毒气体的危害。 0006 因此， 有必要对实验教具进行新设计， 将 “黑面包实验” 及其气体产物检验在较环 保的条件下进行。 发明内容 0007 本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处， 提供一种安全环保的化学实验教 具及一种硫酸脱水性的验证实验方法， 将硫酸脱水性化学实验在封闭的实验器皿进行， 可 对于实验产生气体进行验证， 并对于最后的尾气进行除气、 洗气， 达到了安全、 环保的效果 0008 本发明第一。
10、个发明目的在于提供一种安全环保的化学实验教具， 其是通过以下技 术方案实现的 ： 0009 一种化学实验教具， 其特征在于 ： 包括注射器、 广口瓶和试管， 所述广口瓶通过其 瓶口塞有的双孔塞的一个孔连通有 U 型玻璃管 ； 所述试管穿越所述广口瓶上双孔塞的另 一个孔插入所述广口瓶内， 所述试管瓶口塞有的双孔塞中分别插有分液漏斗和一根玻璃导 管， 所述玻璃导管连接有至少一个洗气检气装置， 所述注射器的针头穿越所述试管上双孔 塞伸入所述试管内。 0010 进一步优选地， 所述试管内装有蔗糖， 所述注射器内装有水， 所述分液漏斗内装有 浓硫酸。 0011 进一步优选地， 为瓶口塞有插有两根玻璃导管。
11、的双孔塞的试管或试剂瓶、 U 型玻璃 管、 双球 U 型玻璃管或洗气瓶中的一种或几种。 说 明 书 CN 103377581 A 3 2/5 页 4 0012 进一步优选地， 所述洗气检气装置的数量为三个， 所述三个检气装置首尾相接并 顺次装有品红溶液、 酸性高锰酸钾溶液和澄清石灰水。 0013 进一步优选地， 所述 U 型玻璃管内装有具有颜色的液体。 0014 进一步优选地， 所述化学实验教具还包括底座和垂直固定在所述底座上的背板， 所述广口瓶固定置于所述底座上， 所述 U 型玻璃管、 所述分液漏斗以及所述洗气检气装置 被固定在所述背板上。 0015 本发明第二个发明目的在于提供一种硫酸脱水。
12、性的验证实验方法， 其是通过以下 技术方案实现的 ： 0016 一种硫酸脱水性的验证实验方法， 由装配步骤和实验步骤组成， 其特征在于 ： 0017 所述装配步骤不分先后进行如下步骤 ： 0018 将一个紧塞有双孔塞的广口瓶瓶口向上固定在台面上， 其双孔塞中插入一个玻璃 导管和一个试管 ； 0019 把连接有或即将连接所述广口瓶的所述玻璃导管与一个 U 型玻璃管连接， 并在所 述 U 型玻璃管内装入具有颜色的液体 ； 0020 称取 5g 蔗糖， 放入所述试管中， 并用双孔塞塞入所述试管的瓶口， 在所述试管的 双孔塞内插入分液漏斗和一根玻璃导管 ； 0021 在所述分液漏斗内装入 98的浓硫酸。
13、 ； 0022 把连接有或即将连接所述试管的玻璃导管连接第一检气装置， 在所述第一检气装 置内装入品红溶液 ； 0023 将所述第一检气装置连接洗气装置， 在所述洗气装置内装入酸性高锰酸钾溶液 ； 0024 将所述洗气装置连接第二检气装置， 在所述第二检气装置内装入澄清石灰水 ； 0025 将装有水的注射器穿过所述试管的双孔塞伸入所述试管内 ； 0026 所述实验步骤包括如下顺序步骤 ： 0027 推动所述注射器在所述试管内加入 0.5ml 水， 并静置 1 分钟 ； 0028 打开所述分液漏斗， 滴加 5ml 的浓硫酸。 0029 与现有技术相比， 本发明实施例所提出的一种安全环保的化学实验。
14、教具及一种硫 酸脱水性的验证实验方法， 具有如下优点 ： 0030 将硫酸脱水性化学实验在封闭的实验器皿中进行， 并对于最后的尾气进行洗气， 酸性高锰酸钾溶液能完全吸收掉二氧化硫， 石灰水吸收掉二氧化碳， 无有害气体排出， 对环 境非常友好， 实现了实验环保无污染， 符合绿色化学的理念， 有利于培养学生的环保意识和 环保责任感 ； 0031 所采用实验仪器均为中学实验室常见化学实验器皿， 材料易得 ； 0032 实验反应物用量减少， 蔗糖5g、 浓硫酸5ml即可， 是原实验用量的1/4， 而且采用此 结构反应物用量可控、 反应环境理想， 操作方便， 现象明显， 效果好， 能反复操作， 而且可以。
15、 保证实验成功率达到 100 ； 0033 可对于实验反应产物和热效应及时验证， U 型玻璃管品红溶液液面的高低体现反 应的热效应 ； 第一检气装置内品红溶液和洗气装置内酸性高锰酸钾溶液颜色褪去， 第二检 气装置内石灰水变浑浊， 能很好验证反应产生的 SO2、 CO2 等气体， 大大地增强了实验的说 服力和可信度。 说 明 书 CN 103377581 A 4 3/5 页 5 附图说明 0034 通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述， 本发明上述特征和优点将会变 得更加清楚和容易理解。 0035 图 1 为本发明实施例化学实验教的结构示意图 ； 0036 图 2 为洗气检气装置的一种结构。
16、示意图 ； 0037 图 3 为洗气检气装置的另一种结构示意图。 具体实施方式 0038 下面结合附图对本发明作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解 ： 0039 如图 1 所示， 标号分别表示 ： 广口瓶 1、 试管 2、 U 型玻璃管 3、 双孔塞 4、 注射器 5、 分 液漏斗6、 背板7、 铝片8、 第一检气装置9、 洗气装置10、 第二检气装置11， 底座12、 玻璃导管 13。 0040 如图 1 所示， 为本发明实施例化学实验教具的结构示意图。化学实验教具主要涉 及到以下实验室常见化学实验器皿 ： 试管 2、 双孔塞 4、 玻璃导管 13、 广口瓶 1、 U 型玻璃管、 。
17、双球 U 型玻璃管、 分液漏斗 6， 并且选择医用注射器 5 作为在试管 2 中注水的器械。其具体 连接的结构如下 ： 0041 广口瓶 1 瓶口向上放置， 广口瓶 1 瓶口塞有一个双孔塞 4， 此双孔塞 4 的一个孔通 过玻璃导管 13 连接有 U 型玻璃管 3， U 型玻璃管 3 内装有具有颜色的液体 ( 由于本实施例 中验证二氧化硫气体用到品红溶液， 故 U 型玻璃管 3 内也采用品红溶液 )。试管 2 穿越所述 广口瓶 1 上双孔塞 4 的另一个孔插入所述广口瓶 1 内。此时广口瓶 1 被密封， 当其被加热， 或者试管 2 发热时， 广口瓶 1 内空气膨胀， 迫使 U 型玻璃管 3 内。
18、品红溶液出现液面差， 所以 此种结构用来验证实验中的发热现象。 0042 试管 2 内装有蔗糖， 试管 2 瓶口紧塞有一个双孔塞 4。此试管 2 上的双孔塞 4 中分 别插有分液漏斗6和一根玻璃导管13。 分液漏斗6内装有98的浓硫酸， 该玻璃导管13出 口端连接有以首尾相接方式顺次连接的第一检气装置 9、 洗气装置 10 和第二检气装置 11。 在本实施例中第一检气装置 9、 洗气装置 10 和第二检气装置 11 均选择采用双球 U 型玻璃 管， 三者之间通过橡胶管连接。 0043 双球 U 型玻璃管的 U 型部用来容纳洗气或者验气的液体， 当液体被推送或者倒吸 到球体部分时， 单位高度的液。
19、体体积显著增加， 进而起到防倒吸、 喷洒的功能。由于其结构 简单、 价格低廉、 安装方便， 故在本实施例中得到普遍的应用。显然本领域技术人员应当可 以理解， 在实际应用中也可以选择其它常见的洗气、 验气装置， 如普通 U 型玻璃管 ( 采用 U 型玻璃管作为验气器皿时， 需要注意控制其内溶液的剂量不要过大 )、 洗气瓶、 图 2 所示的 结构或图 3 的结构， 图 2 或图 3 中洗气、 验气装置的大体结构均由插有一长一短两根玻璃导 管 13 的双孔塞 5、 以及一个双孔塞 5 封闭的容器 ( 如试剂瓶、 导管等 ) 组成， 通过长两根玻 璃导管 13 将气体送入导管 ( 试剂瓶 ) 的液面下。
20、， 经反应后的气体从短玻璃导管 13 中排出。 0044 第一检气装置 9 内装有品红溶液， 洗气装置 10 内装入酸性高锰酸钾溶液， 第二检 气装置 11 内装有澄清石灰水。 0045 除上述实验所需的器皿外， 教具还具有一个安装上述器皿的支撑结构。支撑结构 说 明 书 CN 103377581 A 5 4/5 页 6 包括底座12和背板7， 底座12用来放置在一个平整的台面上， 底座12上设置有两个固定安 装广口瓶 1 的挡块， 广口瓶 1 即被放置在底座 12 的两个挡块之间。背板 7 垂直安装在底座 12 上， 上述的 U 型玻璃管 3、 分液漏斗 6、 背板 7、 第一检气装置 9、。
21、 洗气装置 10、 第二检气装 置 11 和若干玻璃导管 13 则被固定在所述背板 7 上， 其固定是通过自将铝片 8 局部覆盖在 器皿上， 并采用攻螺丝将铝片 8 两端固定在背板 7 上的方式。 0046 结合上述实验教具的结构， 以下通过对于硫酸脱水性的验证实验方法的具体步骤 的描述来阐述其是如何工作的， 实验方法由装配步骤和实验步骤两部组成， 其中 ： 0047 所述装配步骤不分先后进行如下步骤 ： 0048 将一个紧塞有双孔塞 4 的广口瓶 1 瓶口向上固定在底座 12 上， 其双孔塞 4 中插入 一个玻璃导管 13 和一个试管 2 ； 0049 将连接所述广口瓶 1 的玻璃导管 13。
22、 连接 U 型玻璃管 3， 并在所述 U 型玻璃管 3 内 装入品红溶液 ； 0050 称取 5g 蔗糖， 放入所述试管 2 中， 并用双孔塞 4 塞入所述试管 2 的瓶口， 在所述试 管 2 的双孔塞 4 内插入分液漏斗 6 和一根玻璃导管 13 ； 0051 在所述分液漏斗 6 内装入 98的浓硫酸 ； 0052 将连接所述试管 2 的玻璃导管 13 连接第一检气装置 9， 在所述第一检气装置 9 内 装入品红溶液 ； 0053 将所述第一检气装置9连接洗气装置10， 在所述洗气装置10内装入酸性高锰酸钾 溶液 ； 0054 将所述洗气装置 10 连接第二检气装置 11， 在所述第二检气装。
23、置 11 内装入澄清石 灰水 ； 0055 将装有水的注射器 5 穿过所述试管 2 的双孔塞 4 伸入所述试管 2 内 ； 0056 所述实验步骤包括如下顺序步骤 ： 0057 推动所述注射器 5 在所述试管 2 内加入 0.5ml 水， 并静置 1 分钟 ； 0058 打开所述分液漏斗 6， 滴加 5ml 的浓硫酸。 0059 此时可以观察到， 试管 2 内蔗糖变黑， 固体积极膨胀 ； 0060 U 型玻璃管 3 内液面出现液位差， 显示试管 2 发热 ； 0061 第一检气装置9内品红溶液和洗气装置10内酸性高锰酸钾溶液颜色褪去， 第二检 气装置 11 内石灰水变浑浊。 0062 与现有技。
24、术相比， 本发明实施例所提出的一种安全环保的化学实验教具及一种硫 酸脱水性的验证实验方法， 具有如下优点 ： 0063 将硫酸脱水性化学实验在封闭的实验器皿中进行， 并对于最后的尾气进行洗气， 酸性高锰酸钾溶液能完全吸收掉二氧化硫， 石灰水吸收掉二氧化碳， 无有害气体排出， 对环 境非常友好， 实现了实验环保无污染， 符合绿色化学的理念， 有利于培养学生的环保意识和 环保责任感 ； 0064 所采用实验仪器均为中学实验室常见化学实验器皿， 材料易得 ； 0065 实验反应物用量减少， 蔗糖5g、 浓硫酸5ml即可， 是原实验用量的1/4， 而且采用此 结构反应物用量可控、 反应环境理想， 操作。
25、方便， 现象明显， 效果好， 能反复操作， 而且可以 保证实验成功率达到 100 ； 说 明 书 CN 103377581 A 6 5/5 页 7 0066 可对于实验反应产物和热效应及时验证， U 型玻璃管 3 品红溶液液面的高低体现 反应的热效应 ； 第一检气装置 9 内品红溶液和洗气装置 10 内酸性高锰酸钾溶液颜色褪去， 第二检气装置 11 内石灰水变浑浊， 能很好验证反应产生的 SO2、 CO2 等气体， 大大地增强了 实验的说服力和可信度。 0067 本发明所属领域的一般技术人员可以理解， 本发明以上实施例仅为本发明的优选 实施例之一， 为篇幅限制， 这里不能逐一列举所有实施方式，。
26、 任何可以体现本发明权利要求 技术方案的实施， 都在本发明的保护范围内。 0068 需要注意的是， 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说 明， 不能认定本发明的具体实施方式仅限于此， 在上述实施例的指导下， 本领域技术人员可 以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形， 同时上述实验教具不应理解为仅仅用作进 行黑面包实验， 其它通过两个反应物反应并发热、 产生气体的实验， 也可以采用直接利用本 实施例中所描述的教具进行， 或者对于实施例中所描述的教具进行相应的增减 ( 如不需注 水时， 可取消注射器 ) 后进行， 而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103377581 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103377581 A 8 。