① 啟普發生器是什麼
啟普發生器是一種實驗室常用的氣體發生裝置,是荷蘭科學家啟普(Petrus Jacobus Kipp 1808~1864)發明,並以他的姓命名。適用於塊狀固體與液體在常溫下反應製取氣體,如氫氣,等。塊狀固體在反應中很快溶解或變成粉末時,不能用啟普發生器。只要生成的氣體難溶於反應液才可,如二氧化碳可溶於水,但難溶於鹽酸,故用石灰石與鹽酸反應制二氧化碳時可用啟普發生器。啟普發生器不能加熱。
檢查裝置的氣密性。使用前應先檢查裝置的氣密性,方法是:開啟旋塞,向長頸漏斗中加水,當水充滿容器下部的半球體時關閉旋塞,繼續加水,使水上升到長頸漏斗中。靜置片刻,若水面不下降,則說明裝置氣密性良好,反之則說明裝置漏氣。漏氣處可能是容器上氣體出口處的橡皮塞、導氣管上的旋塞或長頸漏斗與容器接觸的磨口處。如漏氣應塞緊橡皮塞或在磨口處塗一薄層凡士林。
具體操作。固體試劑由容器上的氣體出口加入,加固體前應在容器的球體中加入一定量的玻璃棉或放入橡皮墊圈,以防固體掉入半球體中。加固體的量不得超過球體容積的1/3。液體試劑從長頸漏鬥口注入,注液方法與上述注水方法相同。液體的量以反應時剛剛浸沒固體,液面不高過導氣管的橡膠塞為宜。使用時,打開導氣管上的旋塞,長頸漏斗中的液體進入容器與固體反應,氣體的流速可用旋塞調節。停止使用時,關閉旋塞,容器中的氣體壓力增大,將液體壓回長頸漏斗,使液體和固體脫離,反應停止。為保證安全,可在球形漏鬥口加安全漏斗,防止氣體壓力過大時炸裂容器。特點:符合隨開隨用隨關隨停的原則。
反應原理。實驗室里製取較多的氫氣常用啟普發生器。它由球形漏斗、容器和導氣管三部分組成。最初使用時,將儀器橫放,把鋅粒由容器上插導氣管的口中加入,然後放正儀器,再將裝導氣管的塞子塞好。接著由球形漏鬥口加入稀鹽酸。使用時,扭開導氣管活塞,酸液由球形漏斗流到容器的底部,再上升到中部跟鋅粒接觸而發生反應,產生的氫氣從導氣管放出。不用時關閉導氣管的活塞,容器內繼續反應產生的氫氣使容器內壓強加大,把酸壓回球形漏斗,使酸液與鋅粒脫離接觸,反應即自行停止。使用啟普發生器製取氫氣十分方便,可以及時控制反應的發生或停止。
使用。1.發明。啟普發生器是化學實驗室中最普通、應用最廣的玻璃儀器,它設計上的巧妙,堪稱化學儀器中的一絕。儀器的發明人啟普是荷蘭的一名葯物商人,曾經學過一些化學。他根據前人製作的製取硫化氫氣體的簡易裝置,設計出一種可以隨時使反應發生或停止的氣體發生裝置,後人為紀念他,將這種裝置叫做啟普發生器。2.工作原理(以用稀硫酸和鋅粒製取氫氣為例) 打開活塞,容器內壓強與外界大氣壓相同,球形漏斗內的稀硫酸在重力作用下流到容器中,與鋅粒接觸,產生氫氣;關上活塞後,由於酸液繼續與鋅粒接觸,氫氣依然生成,此時容器內部壓強大於外界大氣壓,壓力將酸液壓回球形漏斗,使酸液與鋅粒脫離接觸,氫氣不再產生。 3.使用范圍。啟普發生器是用固體與液體試劑在常溫條件(不用加熱)下起反應製取氣體的典型裝置。如氫氣、二氧化碳、硫化氫等均可以用它來製取。但對於固體呈粉末狀或固體與液體相遇後溶解或反應時產生高溫者,如二氧化硫、二氧化氮等,都不適宜用此裝置製取。4. 規格。啟普發生器的規格以球形漏斗的容積大小區別,常用為250 mL或500 mL。
注意事項(1)使用前要檢查裝置氣密性,排盡空氣後再收集氣體。(2)使用啟普發生器制備氫氣,應遠離火源;(3)移動啟普發生器時,要握住球形容器的蜂腰處,千萬不可單手握住球形漏斗,以免底座脫落造成事故。(4) 不能用於制乙炔,因為會產生糊狀物,堵住支管口;(5) 向啟普發生器中添加固體時,需用橡皮塞將球形漏鬥口塞緊,然後取下容器上的橡皮塞加入固體。液體需要更換時,也應塞緊漏鬥口,然後拔下容器底部的液體出口塞,使廢液緩緩流出,塞上液體出口塞後,再從球形漏鬥口注液。 移動啟普發生器時,應握住容器的球體,切不可只握球形漏斗,否則會使之與容器脫離,造成漏液或損壞容器;(6)啟普發生器不能進行加熱,也不能用於強烈的放熱反應和劇烈放出氣體的反應;(7)必須是塊狀固體和液體不加熱制難溶於水(或微溶於水)的氣體的反應方可使用。
應用范圍:用於固體與液體的反應,與液體與液體的反應(但在溶液的質量分數上需慎重考慮)。 啟普發生器用於製取氣體,所以在使用前需檢查裝置氣密性。
② 幾位同學根據下列各實驗裝置圖,設計和討論了以下問題:(1)實驗室製取氫氣時應選用的發生裝置是______
(1)實驗室製取氫氣時不需要加熱,應選用的發生裝置是B裝置;
因為氫氣難溶於水,可以用排水法收集,即用E裝置收集,密度比空氣小,可以用向下排空氣法收集,即用F裝置收集;
製取氫氣所選用的葯品是鋅和稀硫酸,反應的化學方程式為:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑.
故填:B;E或F;鋅和稀硫酸;Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑.
(2)實驗室用高錳酸鉀製取氧氣時需要加熱,應選用的發生裝置是A裝置;
如果試管口沒有塞一團棉花,加熱時高錳酸鉀粉末會進入水槽,溶解在水中,導致水槽中的水變紅;
用B裝置製取氧氣不需要加熱,所用的葯品應該是過氧化氫溶液和二氧化錳;
過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解的化學方程式為:2H2O2
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