Ⅰ 跪求噴泉實驗的原理,裝置,注意事項,具體操作及視頻
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噴泉實驗
【製作方法】
取一玻璃瓶,瓶口塞入一打孔膠塞。塞孔中插入一尖嘴玻璃管,外端套一膠管
【使用方法】
用注射器從瓶內抽氣若干次,然後用彈簧夾夾緊膠管。將玻璃瓶倒置於水槽中。去掉彈簧夾,則見有水經膠管從玻璃管尖嘴噴出,形成噴泉
【參考資料】
若在瓶中裝滿燙水(70-100℃),倒出熱水後,迅速塞緊帶尖嘴玻璃管的橡皮塞,並馬上倒放過來,插入水槽的水中,同樣可見噴泉現象。注意:過熱的瓶子不能浸入冷水之中,以免瓶子炸裂。
噴泉實驗是一個富有探索意義的實驗,在高中化學教學中具有重要的地位。實驗的基本原理是使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴導管口形成噴泉(如圖1)。這類實驗的要求是:①裝置氣密性良好;②所用氣體能大量溶於所用液體或氣體與液體快速反應。能進行噴泉實驗的物質通常有以下幾組:
氣體(a)
液體(b)
液體(c)
實驗原理
NH3
水
水
NH3溶解度為1:700
HCl
水
水
HCl溶解度為1:500
CO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
SO2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Cl2
NaOH溶液
NaOH溶液
2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O
NO2
水
水
3NO2+H2O=2HNO3+NO(不能充滿)
噴泉實驗能形象地說明某些氣體極易溶於水(或特定溶液)。根據其原理進行拓展還可以探討噴泉實驗的多種應用。
一、根據實驗裝置和條件拓展
例如,2002年全國理綜試題第29題給出如圖2所示的裝置,要求說明引發噴泉的方法。
通過分析產生噴泉現象的原理,不難發現。只要打開止水夾,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,氨氣受熱膨脹,趕出玻璃管內的空氣,氨氣與水接觸後迅速溶解,使燒瓶內壓強減小。就能發生噴泉。
二、根據實驗中出現的問題拓展
例如,某同學用HCl氣體做噴泉實驗時,噴入燒瓶內的水不足燒瓶容積的1/3,其原因不可能是( )。
(A)燒瓶潮濕 (B)裝置氣密性不好 (C)水裡沒有加石蕊試液 (D)燒瓶內未集滿HCl
噴泉實驗失敗的原因很多,要弄清本質進行大膽假設。很明顯(A)(B)(D)都能使噴入燒瓶內的水不足燒瓶容積的1/3,所以答案為(C)。
三、根據實驗中發生的現象拓展
如圖3所示,甲學生在燒瓶中充滿O2,並在反匙燃燒匙中加入一種白色固體物質,欲做O2的噴泉實驗。實驗開始,用凸透鏡將日光聚焦於反匙燃燒匙中的固體,燃燒匙內出現一陣火光和白煙。等一會兒,打開橡皮管上的止水夾。看到有美麗的噴泉發生。請問他在反匙燃燒匙中加入了什麼物質?
綜合分析上述實驗中產生的現象,結合噴泉實驗的原理,我們會很容易想到反匙燃燒匙中加入的物質是白磷。白磷與燒瓶內的O2反應生成P2O5固體,使燒瓶內壓強減小。打開止水夾後燒杯中的水被壓入燒瓶內形成噴泉。
四、根據實驗中的生成物拓展
噴泉實驗是不是只能噴液體,能不能噴出別的什麼物質呢?
如圖4裝置,實驗前a、b、c活塞均關閉。若要在該裝置中產生噴煙現象,該怎樣操作?若想在該裝置中產生雙噴泉現象,該怎樣操作?
分析:擠壓膠頭滴管,滴管中的水溶解右瓶中的部分NH3使瓶內壓強減小。打開活塞a、b,左瓶中的HCl進入右瓶生成NH4Cl固體而產生噴煙現象。若此時打開活塞c,則燒杯內的水會壓向左右兩個燒瓶,在左瓶中產生紅色噴泉,在右瓶中產生藍色噴泉。
五、根據實驗中的反應物拓展
是不是只有無機物氣體才能產生噴泉現象呢?
把充滿乙烯的圓底燒瓶用帶有尖嘴導管的橡皮塞塞緊,按圖5安裝好儀器。
松開彈簧夾A,通過導管C向盛溴水的錐形瓶中鼓入空氣,使約10 mL溴水壓入燒瓶,再把彈簧夾A夾緊。振盪燒瓶,溴水很快褪色,有油狀物生成,燒瓶內形成負壓。松開彈簧夾A,溴水自動噴入。噴入約10 mL溴水後,再把彈簧夾A夾緊,振盪燒瓶,溴水又很快褪色。如此重復操作幾次。當噴入的溴水顏色不能完全褪盡時,說明燒瓶中的氣體已經完全反應。松開彈簧夾B,讓蒸餾水噴入燒瓶也可形成噴泉。只要反應完全,液體幾乎可充滿整個燒瓶。
六、關於生成物濃度的計算拓展
例如,同溫同壓下兩個等體積的乾燥燒瓶中分別 充滿①NH3 ②NO2,進行噴泉實驗,經充分反應後燒瓶內溶液的物質的量濃度為 ( )
(A)①<② (B)①>② (C)①=② (D)無法確定
分析:①設燒瓶的體積為V L,則充滿NH3後氣體的物質的量為mol。發生噴泉現象後,燒瓶將充滿溶有NH3的溶液,即溶液的體積為V L,所以燒瓶內溶液的物質的量濃度為mol/L。
②設燒瓶的體積為V L,則充滿NO2後氣體的物質的量為 mol。發生如下反應:3NO2+2H2O=2HNO3+NO,反應後生成HNO3的物質的量為 mol。由於剩餘L氣體,所以燒瓶中溶液的體積為L,因此燒瓶內溶液的物質的量濃度也為mol/L。所以答案選(C)。
七、根據實驗原理反向思維拓展
通常的噴泉實驗是設法減小燒瓶內壓強形成負壓,使液體噴入燒瓶。能不能增大外面的壓強將液體壓入燒瓶呢?請看以下兩個例子。
①如圖6裝置,在錐形瓶中加入足量的下列物質,能產生噴泉現象的是( )
(A)碳酸鈉和稀鹽酸 (B)氫氧化鈉和稀鹽酸
(C)銅和稀硫酸 (D)硫酸銅和氫氧化鈉溶液
分析:碳酸鈉和鹽酸反應能產生大量的CO2氣體使錐形瓶內的壓強增大,從而將反應混合物壓入燒瓶。也能形成噴泉。所以答案選(A)。
②如圖7裝置,在錐形瓶外放一個水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冰水後,再加入足量的下列物質,產生了噴泉,問水槽中加入的物質可以是( )
(A)濃硫酸 (B)食鹽 (C)硝酸鉀 (D)硫酸銅
分析:濃硫酸溶於水放熱,可使錐形瓶內的酒精部分氣化而使錐形瓶內壓強增大,將酒精壓入燒瓶形成噴泉。答案為(A)。
因此,通過化學反應或某些物理方法使燒瓶外面的壓強大於燒瓶裡面的壓強也能形成噴泉。
以上兩例的原理實際上就是人造噴泉和火山爆發的原理。
八、噴泉原理的遷移拓展
如圖8所示,錐形瓶內盛有氣體X,滴管內盛有液體Y。若擠壓滴管膠頭,使液體Y滴入錐形瓶中,振盪,過一會兒,可見小氣球a鼓脹起來。氣體X和液體Y不可能是( )
X
Y
A
NH3
H2O
B
SO2
NaOH溶液
C
CO2
6mol/L H2SO4溶液
D
HCl
6mol/L Na2SO4溶液
分析:當滴入的液體Y將錐形瓶中的氣體X溶解或發生反應後,使錐形瓶中的壓強減小,大氣壓通過導管將空氣壓入小氣球a使它鼓脹起來。因此,不符合條件的只有(C)。這個實驗雖然沒有產生噴泉現象,但它的原理跟噴泉實驗原理是相同的
Ⅱ 誰推薦一兩個簡單又有點有趣的化學小實驗(適合高中小朋友做的)
高中書上都是呀,還有「高中小朋友」聽上去怪怪的
這些是除了書上另外的:
(一)鳴炮慶祝
用品:研缽、玻璃片、滴管、玻棒、紙。
氯酸鉀、紅磷、酒精、漿糊。
原理:氯酸鉀為強氧化劑,紅磷為易燃物,兩者之間很容易發生化學反應。用葯匙將它們相混時會發生燃燒。將混和物撞擊時會發生猛烈的爆炸。
5KClO3+6P=5KCl+3P2O5
操作:將2克氯酸鉀晶體放在研缽里研成粉末,倒在玻璃片上。取0.6克紅磷放在氯酸鉀粉末旁。用滴管吸取酒精滴到兩種葯品上,使葯品潮濕,然後用玻棒將它們混和均勻調成糊狀,分成三等分。等它們乾燥後分別用紙包緊粘牢。
慶祝開始時,把三個紙包先後用力朝水泥地或磚頭上摜,就會發出三聲炮響。
(二)玻棒點火
用品:玻棒、玻璃片、酒精燈。98%濃硫酸、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸反應產生氧化能力極強的棕色油狀液體七氧化二錳。它一碰到酒精立即發生強烈的氧化-還原反應,放出的熱量使酒精達到著火點而燃燒。
2KMnO4+H2SO4=K2SO4+Mn2O7+H2O
2Mn2O7=4MnO2+3O2↑
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
操作:用葯匙的小端取少許研細的高錳酸鉀粉末,放在玻璃片上並堆成小堆。將玻棒先蘸一下濃硫酸,再粘一些高錳酸鉀粉末。跟著接觸一下酒精燈的燈芯,燈芯就立即燃燒起來,一次可點燃四、五盞酒精燈。
注意事項:七氧化二錳很不穩定,在0℃時就可分解為二氧化錳和氧氣。因此玻棒蘸濃硫酸和高錳酸鉀後,要立即點燃酒精燈。否則時間一長,七氧化二錳分解完,就點不著酒精燈了。
(三)鋼絲點火
用品:鋼絲、瓶蓋、蠟燭、硫粉。
原理:利用鐵絲上硫燃燒時火焰很淡,白天在遠處看不出來,好象真的是鋼絲把蠟燭點著的。
操作:事先把自行車鋼絲一端錘扁成凹槽,在槽里放一些硫粉,加熱熔化著火,備用。將一支蠟燭點燃後放在桌上。這時用瓶蓋將燭焰蓋滅,再用鋼絲接觸燭芯上升的白煙,燭火便復燃。可再蓋滅,再點燃。這樣一亮一滅,令人暗暗叫奇。
(四)手指點火
用品:研缽、小木板。
蠟燭、氯酸鉀、硫。
原理:蠟燭的余燼使硫燃燒。硫燃燒時放出的熱量使氯酸鉀分解產生氧氣,因而硫燃燒得更旺,余燼便著火了。
操作:取1克氯酸鉀和0.5克硫,分別放在研缽里研成很細的粉末,然後把它們混和均勻。或者用十根火柴,把頭葯刮下研細也行。
在小木板上固定好一支蠟燭,並將它點燃。事先用手指頭蘸些混和好的葯粉。表演時,將燭火吹滅,趁著尚有餘燼,把蘸有葯粉的手指頭,輕輕地向燭芯碰一下,蠟燭便可復燃。可以再吹滅,再點燃。
注意事項:蠟燭的燭芯長約1.5厘米。這樣在吹熄後才有餘燼。如果用研細的火柴頭葯,只能在手指頭上粘上薄薄的一層。多了,手指上的頭葯也會著火,可能灼傷手指。
(五)氯氣點火
用品:250毫升廣口瓶、分液漏斗、導管、玻璃水槽、集氣瓶、毛玻片、試管、滴管。
電石、水、濃鹽酸、高錳酸鉀。
原理:電石和水反應產生乙炔。高錳酸鉀和鹽酸反應產生氯氣。氯氣和乙炔反應放出的熱使乙炔著火,然後乙炔在空氣中繼續燃燒。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C2H2+Cl2→2C+2HCl
2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
操作:實驗裝置如圖15-1所示。在廣口瓶里放入10克小塊電圖15-1製取乙炔石。輕輕旋開分液漏斗的活栓,使水慢慢地滴下。等廣口瓶內的空氣排凈後,用排水法收集一瓶乙炔。瓶口用毛玻片蓋住,直立放在桌上。另取一支試管放入0.5克高錳酸鉀晶體滴入2滴濃鹽酸就有氯氣產生並充滿試管。這時,左手拿開乙炔瓶上的毛玻片,右手把試管里的氯氣倒入乙炔瓶里。當乙炔和氯氣相遇,便立即著火發出光亮而帶濃煙的火焰。
(六)杯中大火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、坩堝、鑷子。
乙醚、鉀、細砂。
原理:鉀和乙醚在常溫時不發生反應。當把它們倒入水時,鉀和水相遇立即產生氫氣並著火,從而引起劇烈的燃燒現象。
2K+2H2O=2KOH+H2↑
2H2+O2 2H2O
C2H5OC2H5+6O2 4CO2+5H2O
操作:在燒杯底部放一厚層細砂,砂上放盛有5毫升水的蒸發皿。向坩堝里注入2毫升乙醚,再放入綠豆大的一塊鉀。將乙醚和鉀的混和物倒入蒸發皿時,杯內立即發生大火。
(七)滴水生火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、鑷子、滴管。
濾紙、細砂、過氧化鈉、白磷。
原理:過氧化鈉和水反應產生氧氣並放出大量的熱,使白磷著火生成大量的五氧化二磷白煙。
操作:在600毫升燒杯的底部鋪一層細砂,砂上放一個蒸發皿。取2克過氧化鈉放在蒸發皿內,再用鑷子夾取2塊黃豆大小的白磷,用濾紙吸去水分後放在過氧化鈉上。用滴管向過氧化鈉滴1~2滴水,白磷便立即燃燒起來,產生濃濃的白煙.
(八)液中星火
用品:大試管、鐵架台、鐵夾。
98%濃硫酸、酒精、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸接觸會產生氧化性很強的七氧化二錳,同時放出熱量。七氧化二錳分解出氧氣,使液中的酒精燃燒。但由於氧氣的量較少,只能發出點點火花,而不能使酒精連續燃燒。
操作:取一個大試管,向試管里注入5毫升酒精,再沿著試管壁慢慢地加入5毫升濃硫酸,不要振盪試管。把試管垂直固定在鐵架台上。這時,試管里的液體分為兩層,上層為酒精,下層為濃硫酸。用葯匙取一些高錳酸鉀晶體,慢慢撒入試管,晶體漸漸落到兩液交界處。不久,在交界處就會發出閃閃的火花。如果在黑暗的地方進行,火花就顯得格外明亮。
注意事項:高錳酸鉀的用量不可過多,否則,反應太劇烈,試管里的液體會沖出來。
(九)冰塊著火
用品:大瓷盤、滴管。
電石、鉀、冰塊。
原理:水和鉀反應劇烈,使生成的氫氣燃燒。氫氣的燃燒使電石和水反應生成的乙炔著火。燃燒所產生的熱進一步使冰熔化成水,水和電石作用不斷地產生乙炔,因此火焰就越燒越旺,直到電石消耗完,火焰才漸漸熄滅。
操作:取一大塊冰放在大瓷盤里,在冰上挖一個淺坑,放入一小塊電石和一小塊鉀。然後向淺坑裡滴幾滴水,立即冒出一團烈火和濃煙,好象冰塊著火似的。
(十)星光飛舞
用品:20毫升塑料瓶、針、酒精燈。
膽礬粉末、鎂粉、還原鐵粉。
原理:當膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉落在火焰上時,膽礬的銅離子使火焰呈現綠色,鎂粉和鐵粉因體積很小,與空氣的接觸面很大,容易被火焰灼熱,所以能和空氣中的氧氣化合生成氧化鎂和四氧化三鐵。
2Mg+O2 2MgO
3Fe+2O2 Fe3O4反應所產生的熱使四氧化三鐵發紅,使氧化鎂達到白熾狀態,於是便出現細小的紅光和耀眼的白光。因為金屬粉末不是同一時間落在火焰上燃燒的,加上在氧化時被熱氣流沖開,所以紅光和白光四射,一閃一閃好象星光在飛舞。
操作:取膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉各1克。把它們混和均勻後,放入小塑料瓶里。瓶底用針打一些小孔。然後在酒精燈火焰的上方,輕輕拍打塑料瓶。瓶里的粉末落在火焰上時,火焰呈綠色。在綠色火焰的上方,飛舞著紅色和白色的星光,景色十分美麗。
(十一)水中燃燒
用品:研缽、玻璃水槽、直徑約4厘米的塑料瓶,鐵棒,引火線。
硝酸鉀、硫粉、木炭粉、細砂。
原理:黑火葯在水中燃燒時,所噴出的大量煙塵和氣體足以把水沖開而不影響其反應的繼續進行。黑火葯燃燒的主要化學反應是:
S+2KNO3+3C 點燃K2S+N2↑+3CO2↑
操作:取硝酸鉀5份、硫粉1份、木炭粉1份、分別研細後放在紙上反復拌勻,配成黑火葯,備用。
取一直徑約4厘米的塑料瓶,把它截成高約6厘米、有底的圓筒。向筒內先裝入約2厘米厚的細砂,再填入黑火葯。每裝入少許,用鐵棒搗結實,填滿到筒口後,插入引火線(它是用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液曬干而成的。)再把黑火葯壓緊。把裝好火葯的塑料筒,輕輕放入盛有水的玻璃水槽,筒口要高出水面約1厘米。
點燃引火線,不久有大量煙塵和火焰從塑料筒里噴出來。燃燒逐漸蔓延到水下,直到黑火葯燒完為止。由於有少量沒有燒完的炭粉分散在水中,使水變成棕黑色。
(十二)水中火光
1
用品:200毫升燒杯、2毫升移液管、鑷子、葯匙。
水、98%濃硫酸、氯酸鉀、白磷。
原理:氯酸鉀和濃硫酸作用,生成易分解的氯酸,產生二氧化氯。二氧化氯很容易分解生成氯氣和氧氣,同時放熱使白磷達到著火點在氧氣中燃燒,生成五氧化二磷。五氧化二磷和水反應生成磷酸。
KClO3+H2SO4=HClO3+KHSO4
4HClO3=4ClO2↑+O2↑+2H2O
2ClO2=Cl2+2O2
4P+5O2=2P2O5
P2O5+3H2O=2H3PO4
操作:在燒杯中放入10克氯酸鉀晶體,慢慢注入100毫升水,再用鑷子夾取2~3塊綠豆大的白磷放在氯酸鉀晶體中間。然後用移液管吸取濃硫酸2毫升注到氯酸鉀和白磷的交界處。這時白磷燃燒,發出火光。
用品:400毫升燒杯、鑷子、鐵架台、鐵夾、試管、帶導管的橡皮塞。
氯酸鉀、二氧化錳、白磷、40℃的熱水。
原理:水的溫度達到了白磷的著火點又有氧氣存在,所以白磷在水中燃燒。
操作:把5小塊綠豆大的白磷投入一個盛有半杯40℃熱水的燒杯里。
把6克氯酸鉀和2克二氧化錳混和均勻後放在試管里。用帶有導管的塞子緊塞管口。給試管加熱。將放出氧氣的管口靠近白磷時,白磷便立即燃燒,發出閃爍的火光。
(十三)木炭化妝跳舞
用品:鐵架台、鐵夾、酒精燈、大試管、鑷子。
木炭、硝酸鉀。
原理:硝酸鉀受熱先熔化而後分解為亞硝酸鉀和氧氣。熔化的硝酸鉀和木炭接觸,反應所放出的熱將木炭灼紅,生成的二氧化碳把木炭推上去。木炭和硝酸鉀脫離接觸後,由於重力的作用而落下。木炭就是這樣上下跳躍不停,直到它作用完為止。
2KNO3 2KNO2+O2↑
C+O2=CO2
操作:取5克硝酸鉀放入大試管里。把試管垂直固定在鐵架台上。用酒精燈外焰加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。等有氣體放出時,投入黃豆大的木炭並繼續加熱。一會兒,木炭由黑變紅在試管里不斷上下跳動,發出明亮的火光。移去酒精燈,木炭還可以跳躍片刻。
(十四)化學燈
用品:鐵架台、鐵夾、鑷子、硬質大試管、酒精燈。
硝酸鉀、硫塊。
原理:硫和熔化的硝酸鉀反應非常劇烈,放出大量的熱,使反應中生成的亞硝酸鉀被熾熱發出耀眼的白光。
2KNO3 2KNO2+O2↑
S+O2=SO2
操作:把裝有5克硝酸鉀的大試管垂直固定在鐵架台上加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。這時拿開酒精燈,向試管里每隔半分鍾投入黃豆大的硫塊,試管便持續地發出耀眼的白光。
(十五)焰火
用品:研缽、紙筒、引火線(用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液,曬干而成)。
氯酸鉀、硫、木炭粉、硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋇、硝酸鍶、蔗糖、鎂粉、三硫化二銻。
原理:焰火呈現紅、綠、紫、藍、黃各種顏色是葯品中某些金屬元素的焰色反應。
焰色:K,K+(紫色),Na,Na+(黃色),Sr,Sr2+(深紅色),Ba,Ba2+(黃綠色)。
操作:按下面的配方(質量比)來配製各色焰火。
紅色:氯酸鉀4,硫粉11,木炭粉2,硝酸鍶33。
綠色:氯酸鉀9,硫粉10,硝酸鋇31。
白色:硫粉3,硝酸鉀12,鎂粉1,木炭粉2。
紫色:氯酸鉀7,硫粉5,硝酸鉀7,蔗糖2。
黃色:硫粉12,木炭粉2,硝酸鉀30,硝酸鈉5。
藍色:硝酸鉀9,硫粉2,三硫化二銻2。
將所需葯品按數量稱好,分別研細再混和均勻,裝入紙筒,邊裝邊壓緊,裝好後插入引火線。點燃引火線,火葯便燃燒(或用滴入濃H2SO4引燃),發出各色火焰,非常好看。
注意事項:配製火葯時,各個成分必須分別研細千萬不能混研,以防燃燒或爆炸。反應時將會有較多的煙生成,因此該實驗適合在室外進行。
(十六)蠟燭自明
用品:6×6平方厘米木板、30毫升試劑瓶、鑷子、滴管。
二硫化碳、白磷、蠟燭。
原理:將白磷的二硫化碳溶液滴在燭芯上,二硫化碳很快揮發掉,剩下細小的白磷顆粒。白磷與空氣接觸,激烈地氧化放熱,使白磷燃燒起來。白磷燃燒時就把燭芯點著了。
操作:取一支點燃過的蠟燭固定在木板上。燭芯要長而鬆散。在試劑瓶中注入5毫升二硫化碳,再用鑷子夾取一塊蠶豆大小的白磷放入二硫化碳中,塞上瓶蓋,輕輕搖晃,使白磷溶解成溶液。用滴管吸取少量白磷的二硫化碳溶液,滴到燭芯上。不久,燭芯就自燃起來。
(十七)火山爆發
用品:滴管。
燒石膏、高錳酸鉀、重鉻酸銨、甘油。
原理:高錳酸鉀和甘油發生激烈的氧化還原反應,放出的熱使甘油著火。重鉻酸銨受熱迅速分解產生氮氣,使三氧化二鉻粉末向上飛,迸發出火星。
操作:將燒石膏加水捏成小山,山頂留一坩堝大小的坑,晾乾備用。
在石膏山頂的坑中間,堆放高錳酸鉀粉末,頂上壓一小槽。在高錳酸鉀的周圍,堆放研細的重鉻酸銨粉末。用滴管吸取甘油,滴1~2滴於高錳酸鉀的小槽里。一會兒,就可看到有紫紅色火焰噴出,跟著又噴出許多綠色的「火山灰」,布滿在小山坡上,景象逼真,婉如火山爆發。
(十八)海底火山爆發
1
用品:玻璃水槽、20毫升廣口葯瓶、塑料薄膜、牛皮筋、滴管。
燒石膏,蔗糖、氯酸鉀、98%濃硫酸。
原理:濃硫酸和氯酸鉀反應生成奇臭的二氧化氯。二氧化氯氧化力極強,能使蔗糖猛烈燃燒。
操作:用燒石膏加水捏成小山,山頂上嵌入廣口葯瓶,晾乾備用。
將10克氯酸鉀和10克蔗糖混和均勻,裝入石膏山頂的小瓶內。用塑料薄膜封瓶口,牛皮筋扎緊,然後將小山沒入水槽的水裡。用滴管吸取濃硫酸,刺破塑料薄膜,滴入幾滴濃硫酸。火山立即在水中爆發,十分壯觀。
2
用品:玻璃水槽、墨水瓶。
沸水、紅墨水。
原理:沸水和冷水發生對流,沸水上升,冷水下降。
操作:在空墨水瓶里滴入10滴紅墨水,再注入沸水,扭緊瓶蓋,把它放入水槽里。向水槽里倒入冷水,浸過瓶口約5厘米。然後輕輕地旋開瓶蓋,瓶內的紅水慢慢上升噴向水面,好象海底火山爆發一樣。
(十九)節奏的爆炸
用品:研缽、60毫升錐形瓶、玻棒。
碘片、30%濃氨水。
原理:碘和濃氨水反應生成六氨合三碘化氮。它不溶於水,乾燥後,性質極不穩定,輕微的觸動,即引起爆炸。
3I2+7NH3=NI3•6NH3+3HI
2NI3•6NH3=N2↑+3I2+12NH3↑
分布均勻細小的六氨合三碘化氮爆炸時沒有危險。
操作:取1克碘片放在研缽里,加入5毫升濃氨水。小心研磨3分鍾,便得到黑色六氨合三碘化氮的細小固體。加水50毫升,經攪動後倒入錐形瓶中。振盪錐形瓶,使黑色粉末均勻地分布在水中,然後灑在舞台上,讓它乾燥。乾燥後,這時在上面跳舞,隨著舞步可發出有節奏的爆炸。
(二十)一觸就炸
用品:試管2個、帶導管的橡皮塞、漏斗、濾紙、葯匙、石棉網、三角鐵架、酒精燈。
棉花、2%硝酸銀溶液、2%稀氨水、電石。
原理:電石和水反應產生乙炔。乙炔和銀氨溶液作用生成乙炔銀。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
C2H2+2Ag(NH3)2OH→C2Ag2↓+4NH3+2H2O乙炔銀受撞擊或受熱即發生爆炸分解出銀和碳。
C2Ag2→2Ag+2C
操作:
在圖15-4左面的試管里加入3毫升水,再放入2小塊電石,試管口放些棉花,再把連著導管的塞子塞好。讓生成的乙炔不斷通入銀氨溶液中,即有灰白色的乙炔銀沉澱產生。等反應停止後,用濾紙過濾,沖洗,取出沉澱物,放在干凈的石棉網上並分成若干綠豆大的小堆。俟其乾燥後,一觸即可爆炸。也可以把石棉網放在三腳鐵架上,下面放一盞燃著的酒精燈。片刻,水分蒸發後乙炔銀就發出猛烈的爆炸,同時有火光出現。
(二十一)燒不壞的手帕
1
用品:手帕、100毫升燒杯、酒精燈、竹夾子。
酒精。
原理:酒精遇火燃燒,放出熱量,使酒精和水大量揮發,帶走部分熱量。左右搖晃手帕時可散去大量熱。這樣火焰的溫度被降低,不能達到手帕的著火點。
操作:在燒杯中倒入20毫升酒精和10毫升水,充分搖勻,將手帕放入溶液中浸透。用竹夾子夾出手帕,輕輕地把酒精擠掉,然後放在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火後,火焰很大。這時要左右搖晃手帕,直到熄滅。火熄滅後,手帕完好無損。
用品:手帕、玻棒、酒精燈。
酒精、磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液。
原理:浸過磷酸鈉和明礬溶液的手帕在晾乾後,磷酸鈉和明礬所形成的氫氧化鋁會把布和空氣隔開。因此酒精燃燒產生的熱,不能使手帕達到燃點。
2KAl(SO4)2+3Na3PO4+6H2O=3NaH2PO4+3Na2SO4+K2SO4+2Al(OH)3↓
操作:把手帕放在磷酸鈉飽和溶液中浸透,取出晾乾。再把這塊手帕在明礬飽和溶液中浸幾分鍾,取出晾乾。
表演時,把酒精倒一些在手帕上,再用一根玻棒把手帕挑起,在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火發出淡藍色的火焰。火焰熄滅後,手帕一點沒有燒壞。
(二十二)烈火中的花布
用品:花布、細鐵絲、鑷子、酒精燈。
樟腦丸
原理:樟腦丸的化學成分為萘,很容易燃燒。在燃燒時所產生的熱量一部分用於使萘升華,所以和樟腦丸緊貼的花布溫度被降低,不能達到布的著火點,布就不會燃燒。
操作:用一塊小花布緊緊地包住一顆樟腦丸,再用細鐵絲扎緊,然後用鑷子夾住,放在酒精燈火焰上點燃,轉眼功夫,小花布被熊熊烈火包圍,烈火中還散發出濃濃的黑煙。將火吹滅後,打開布包一看,樟腦丸變小了,但花布卻和原來一樣一點沒有燒壞。
(二十三)奇異的脫脂棉
用品:脫脂棉、100毫升燒杯、玻棒、鐵絲、鐵夾四個。
磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液、30%硝酸鉀溶液、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、濃硫酸(密度1.84克/毫升)。
原理:用磷酸鈉和明礬溶液浸過的脫脂棉,由於在棉纖維上有一層不能燃燒的保護膜,所以不易燃燒。
用硝酸鉀溶液浸過的脫脂棉,由於硝酸鉀受熱分解出氧氣的助燃,所以很容易燃燒。
2KNO3 2KNO2+O2↑
用1體積濃硝酸和2體積濃硫酸的混和液浸泡15分鍾的脫脂棉,由於棉纖維和硝酸發生酯化反應生成了極易燃燒的纖維素三硝酸酯,取出,洗凈、晾乾後,火葯棉在外表上跟原脫脂棉相似,但遇火即迅速燃燒。
操作:將脫脂棉分為四等份:第一份是原來的脫脂棉;第二份是先放入磷酸鈉溶液中浸透,取出,干後再浸入明礬溶液,取出,晾乾後的脫脂棉;第三份是浸入硝酸鉀溶液,取出,乾燥後的脫脂棉;第四份是浸入10毫升濃硝酸和20毫升濃硫酸的冷混和液中,約10分鍾後取出,洗凈,晾乾後的脫脂棉。
將上面四份脫脂棉夾在鐵絲上,彼此留5厘米的距離,然後依次點燃。第一份可以燃燒,但速度不快;第二份不易燃燒;第三份容易燃燒;第四份極易燃燒。
(二十四)口吐「仙氣」
用品:尖嘴玻璃管、酒精燈、有色塑料管、葯棉。
汽油、肥皂液、甘油。
原理:汽油蒸氣可以點燃。當汽油和空氣混和後遇火會發生劇烈的燃燒並發出爆炸聲。
操作:在長20厘米尖嘴玻璃管外套一層有色的塑料管,管內放一段吸飽汽油的棉花球。把尖嘴管對著酒精燈火焰,向玻管的另一端吹氣。當氣從尖嘴管出來,遇火便燃燒起來。離開火焰繼續燃燒。如果向玻管吹氣力量稍大時,火焰可以離開尖嘴4~5厘米遠,並呈現明亮的藍色的火焰,十分好看。
這時把玻管尖端浸入滴有少量甘油的肥皂液。取出後,向玻管另一端吹氣。當肥皂泡連串出現在空中時,用燃著的酒精棉球去點一個個的肥皂泡,便發出一連串輕微的爆炸聲和火球,非常有趣。
(二十五)火滅畫現
用品:100毫升燒杯、毛筆、刷子、玻棒、玻璃板、彩色畫片。
硼砂濃溶液、明礬飽和溶液、火葯棉、丙酮、鋁粉。
原理:畫片經過硼砂和明礬溶液先後處理過後,在畫面上就有一層不易燃燒的保護層。火葯棉燃燒迅速,所以畫片不會燒壞。
操作:取一張彩色畫片,用毛筆在畫片上塗一層硼砂溶液,晾乾後塗一層明礬溶液,再晾乾後備用。
將火葯棉放在小燒杯里加入丙酮和鋁粉,調勻。然後把火葯棉的丙酮濃稠的液體,刷在玻璃板上,刷的面積比畫片略大一些。重復刷3~4遍,干後揭下貼在畫片上。這時用火柴點燃火葯棉。當火葯棉迅速燒完時,美麗的畫面就出現在眼前。
(二十六)燒不著紙的火
用品:蒸發皿、玻棒、鑷子、紙。
二硫化碳、四氯化碳。
原理:二硫化碳是容易燃燒的液體,但四氯化碳卻不能燃燒。二硫化碳燃燒生成二氧化碳和二氧化硫,同時放熱。
因有四氯化碳在裡面,四氯化碳大量揮發時帶走了不少熱量,因此火焰的溫度被降低而達不到紙的著火點。
操作:在蒸發皿中倒入6毫升二硫化碳和16毫升四氯化碳,攪拌均勻。用火點燃後,可以看到淡藍色的火焰。這時用鑷子夾一張普通的紙放在火焰上,紙卻燒不著。
(二十七)火能寫字作畫
用品:白紙兩張、毛筆、大頭針、香、酒精燈。
30%硝酸鉀溶液、3摩/升硫酸。
原理:硝酸鉀受熱時分解出氧氣,使紙燃燒。但由於燃燒時產生的熱量不大,所以沒有塗硝酸鉀的紙不會燒著。
3摩/升稀硫酸在烘烤時由於水分蒸發而變成濃硫酸。濃硫酸有脫水性,使紙碳化,現出畫來。
操作:
1.用毛筆蘸30%硝酸鉀溶液在白紙上寫字,字要大,筆畫要簡單些,筆跡要連結在一起,在起筆處用大頭針戳個小孔作記號,然後晾乾。
表演時,用香火在每個字的針孔處點燃,於是火就順著筆畫寫出空心字來。
2.用洗凈的毛筆蘸硫酸在白紙上作畫,陰干後看不出畫跡。表演時,把白紙小心地放在火上烘烤,於是逐漸現出墨筆畫來。
(二十八)滴水生煙
用品:研缽、坩堝、滴管。
碘片、鋁粉。
原理:碘和鋁在常溫下不發生反應。加水催化劑後,反應便立即發生。反應放出的熱使水變為水蒸氣,它和碘蒸氣和白色的碘化鋁在一起形成大量的橙色煙霧。煙霧中混雜著碘升華美麗的紫色蒸氣。
操作:取3克碘片放在乾燥的研缽內研細,再加入0.2克鋁粉。把它們混和均勻後,移入坩堝並堆成小丘,在丘頂上壓一小坑。用滴管往小坑內滴1~2滴水。碘和鋁立即發生劇烈反應,發光發熱,同時產生濃厚的棕色煙霧,煙霧中夾雜著美麗的紫色碘蒸氣。
(二十九)杯中烈煙
用品:600毫升燒杯、小量筒、滴管、蒸發皿。
砂、濃硫酸(密度1.84克/毫升)、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、松節油。
原理:濃硝酸和濃硫酸的混和液具有強烈的氧化作用。松節油為易燃物,跟混和酸一接觸就被氧化放出大量的熱,使松節油燃燒,但燃燒不完全析出大量的碳形成黑煙。
操作:在600毫升燒杯底部放1厘米厚細砂。取一個蒸發皿,向蒸發皿內注入5毫升濃硝酸和5毫升濃硫酸,輕搖使混和均勻,然後把蒸發皿放在燒杯里的砂上。用滴管吸取少量松節油逐滴滴入混和酸中,一滴一蓬火,一股烈煙。
Ⅲ 分餾實驗報告_分餾實驗報告實驗步驟
篇一:分餾實驗報告廣東工業大學
學院專業班組、學號 姓名 協作者教師評定
實驗題目 分餾
一、實驗目的
了解分餾的原理與意義,分餾柱的種類和選用方法。學習實驗室里常用分餾的操作方法。 二、分餾原理
利用普通蒸餾法分離液態有機化合物時,要求其組分的沸點至少相差30℃,且只有當組分間的沸點相差110℃以上時,才能用蒸餾法充分分離。所謂分餾(fractional distillation)就是蒸餾液體混合物,使氣體在分餾柱內反復進行汽化、冷凝、迴流等過程,使沸點相近的混合物進行分離的方法。即:沸騰著的混合物蒸汽進行一系列的熱交換而將沸點不同的物質分離出來。實際上分餾就相當於多次蒸餾。當分餾效果好時,分餾出來的(餾液)是純凈的低沸點化合物蔽埋租,留在燒瓶的(殘液)是高沸點化合物。
影響分餾效率的因素有:①理論塔板;②迴流比;③柱的保溫。
實驗室常用的分餾柱為vigreux柱(或刺式分餾柱、維氏分餾柱、韋氏分餾柱、維格爾分餾柱)。使用該分餾柱的優點是:儀器裝配簡單,操作方便,殘留在分餾柱中的液體少。 三、實驗儀器與葯品
電熱套、圓底燒瓶、分餾柱、溫度計、冷凝管、接液管、丙酮。能與水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等混溶。能溶解油脂肪、樹脂和橡膠。五、實驗裝置六、實驗步驟 (一)填表及作圖
1、在圓底燒瓶內放置40ml混合液(體積比:丙酮∶水=1∶1)及2粒沸石,按簡單分餾裝置圖2-11安裝儀器。
2、開始緩緩加熱,並控制加熱程度,使餾出液以1-2s/d的速度蒸出。 將初餾出液收集於量筒中,觀察並記錄柱頂溫度及接受器a的餾出液總體積。繼續蒸餾,(從5ml開始)記錄每增加1ml餾出液時的溫度及總體積。注意溫度突變時位置。曲線,討論分餾效率。 數據記錄:
(二)純化丙酮
(1)液旦待圓底燒瓶冷卻後,加入餾液,補加2粒沸石。安裝好分餾裝置。 (2)收集56~62℃以下的餾液。此餾液為純丙酮。
餾液總體積ml,回收率=餾液總體積/40= %。 (3)觀察62~98℃的餾液 共 滴。 產品:丙酮,無色易揮發和易燃液體,有微香氣味。 討論:(很重要,請填寫!)
七、思考題篇二:蒸餾與分餾實驗預習報告
蒸餾與分餾
目的:1. 掌握普通蒸餾、分餾的原理和操作方法,了解其意義。
2. 學習安裝儀器的基本方法。
3. 學會用常量法測定液態物質的沸點。
原理:蒸餾liquid分餾liquid
1、蒸餾
沸點: a
bgas gasliquid (純) liquid (a)
每種純液態有機物在一定的壓力下具有固定的沸點,當液態有機物受熱時,蒸氣壓增大,待蒸氣壓達到大氣壓或所給定的壓力時,即p 蒸=p 外,液體沸騰,這時的溫度稱為液體的沸點。(飽和蒸汽壓:當液體汽化的速率與其產生的氣體液化的液體速率相同時的氣壓。) (沸點與壓強的關系:沸點和當水汽壓力與環境壓力相等時的溫度有關,也就是說,沸點和氣壓是有關的。通常情況下我們所說的沸點都是在標准大氣壓下測量得到的(即101325帕斯卡,或1atm)。在海拔較高的地區,由於氣壓較低,沸點也相對低得多。當氣壓上升,物體的沸
點相應上升,達到臨界點時,物體的液態和氣態相一致。物體的沸點不可能提高到臨界點以上。反之,當氣壓下降,物體的沸點相應下降,
i直至三相點,類似地,物體的沸點不能降低到三相點以下。) 【沒有找到壓強與非典 的具體關系,只知道呈非線性關系,在1atm處大致為線性關系】 臨界點:在熱力學中,臨界點是可使一物質以液態存在的最高溫度或以氣態存在的最高壓力,當物質的溫度、壓力超過此界線——即臨界溫度及臨界壓力——會相變成同時擁有液態及氣態特徵的流體:超臨界流體。
臨界溫度下的p-v等溫線上,在臨界點處的一階、二階導數均為零,即:
液—氣—液的過程:
蒸餾就是將液態物質加熱到沸騰變為蒸氣,又將蒸氣冷凝為液體這兩個過程的聯合操作。如果將某液體混合物(內含兩種以上的物質,這幾種物質沸點相差較大,一般大於30℃)進行蒸餾,那麼沸點較低者先蒸出,沸點較高者後蒸出,不揮發的組分留在蒸餾瓶內,這樣就可以達到分離和提純的目的。純液態有機物在蒸餾過程中沸點變化范圍很小(一般0.5-1.0℃)。根
據蒸餾所測定的沸程, 可以判斷該液體物質的純度(定性)。
(共沸物:按一定比宏兆例混合的兩種或三種液體可形成具有固定沸點的混合物。在沸騰時,其氣液平衡體系中,氣相與液相組成一致,無法用分餾法分離)
歸納起來,蒸餾的意義有以下三個方面:
① 分離和提純液態有機物。
② 測出某純液態物質的沸程,如果該物質為未知物,那麼根據所測得
的沸程數據,查物理常數手冊,可以知道該未知物可能是什麼物質。
③ 根據所測定的沸程可以判斷該液態有機物的純度。【這種判斷似乎是
定性的,具體應該如何判斷?】
2、分餾
普通蒸餾只能分離和提純沸點相差較大的物質,一般至少相差30℃以上才能得到較好的分離效果。對沸點較接近的混合物用普通蒸餾法就難以分開。雖經多次的蒸餾可達到較好的分離效果,但操作比較麻煩,損失量也很大。在這種情況下,應採取分餾法來提純該混合物。 分餾的基本原理與蒸餾相類似,所不同的是在裝置上多一個分餾柱,使
氣化、冷凝的過程由一次變為多次。簡單地說,分餾就是多次蒸餾。
分餾就是利用分餾柱來實現這「多次重復」的蒸餾過程。當混合物的蒸
氣進入分餾柱時,由於柱外空氣的冷卻,蒸氣中高沸點的組分易被冷凝,所以冷凝液中就含有較多高沸點物質,而蒸氣中低沸點的成分就相對地增多。冷凝液向下流動時又與上升的蒸氣接觸,二者之間進行熱量交換,使上升蒸氣中高沸點的物質被冷凝下來,低沸點的物質仍呈蒸氣上升;而在冷凝液中低沸點的物質則受熱氣化,高沸點的物質仍呈液態。如此經多次的液相與氣相的熱交換,使得低沸點的物質不斷上升最後被蒸餾出來,高沸點的物質則不斷流回燒瓶中,從而將沸點不同的物質分離。分餾是分離提純沸點接近的液體混合物的一種重要的方法。 (分餾柱:1、填充式分餾柱是在柱內填上各種惰性材料,以增加表面積。填料 包括玻璃珠、玻璃管、陶瓷或螺旋形、馬鞍形、網狀等形狀的金屬
片或金屬絲,它效率較高,適合分離一些沸點差距較小的化合物。 2、韋氏分餾柱結構簡單,且比填充式分餾柱黏附的液體少,缺點
是比同樣長度的填充柱分餾效率低,適合分離少量且沸點差距較大
的液體,若欲分離沸點差距很近的液體化合物,則必須使用精密分
餾裝置ii)
實驗准備:
儀器:圓底燒瓶(50ml 2 個),直形冷凝管(1 支),接引管(又稱牛角管,1 支),錐形瓶(2 個),蒸餾頭(1 個),溫度計套管(1 個), 100℃溫度計(1 支),分餾柱(1 支),量筒(50ml,1 個)。
葯品:丙酮(20ml), 丙酮–水溶液(v /v=1∶1,20ml)。
物理常數:
裝置圖:
儀器安裝要點:
1. 蒸餾燒瓶大小的選擇:視待蒸餾液體的體積而定。通常為蒸餾液體的體積占蒸餾燒瓶容量的1/3-2/3。加料時不能直接從蒸餾頭上口倒入,應用長頸漏斗或卸下圓底燒瓶加料。(燒瓶不應過大,否則會產生大的「滯留量——在瓶內無法蒸出」)
2. 冷凝管的選擇
蒸(分)餾用的冷凝管主要有直形冷凝管及空氣冷凝管,若被蒸餾物質的沸點低於140℃,使用直形冷凝管,在夾套內通冷卻水。若被蒸餾物質的沸點高於140℃,直形冷凝管的內管及外管接合處易發生爆裂,故應改用空氣冷凝管。
3. 以熱源為基準,根據由下到上,由左到右(或由右到左)的原則,首先將裝有待蒸餾物質的圓底燒瓶固定在鐵架台上,然後插入蒸餾頭,順次連接冷凝管、接引管、錐形瓶,最後插入溫度計套管和溫度計。在同一桌面上,安裝兩套蒸餾裝置時,必須是蒸餾瓶對蒸餾瓶(頭對頭),或錐形瓶對錐形瓶(尾對尾),避免著火。【無法想像?】
4. 溫度計水銀球的正確位置是:水銀球的上端與蒸餾頭支管的下側在同一水平面上,使水銀球能完全被蒸氣所包圍。(分餾時,液體沸騰時,蒸汽不會立即到達頂端,溫度計讀數變化較小,需等待一段時間)
5. 冷凝管通冷卻水的方向應從冷凝管的下端進水,上端出水,並且上端的出水口應朝上,以保證冷凝管的夾層中充滿水。
6. 儀器安裝完成後,檢查各個磨口是否緊密相連,防止漏氣。無論從正面或側面來觀察,全套儀器的軸線都應在同一平面內,鐵架台都應整齊地放在儀器的背部,做到美觀端正、橫平豎直。(氣密性檢查:將冷凝管末端插入水中,用手緊緊捂住蒸餾瓶底部,看是否有氣泡冒出。)
7. 常壓蒸餾必須與大氣相通,不能把系統密閉起來,所以接引管的支管口不能堵塞。用不帶支管的接引管時,接引管與接受瓶之間不能用塞子塞住。
8. 接受瓶可以用錐形瓶或梨形瓶、圓底瓶,但不能用燒杯等敞口的器皿來接受。(錐形瓶是盛裝液體的,而燒杯一般用於物質反應。蒸餾的的蒸出物一般沸點較低,揮發性強,錐形瓶的口較小,可以防止揮發)
實驗步驟:
操作要點:
(1)通冷卻水:
加熱前,先通冷卻水。冷卻水不必開得太大,以免沖水並浪費水。
(2)加熱:(適當使用熱浴加熱,避免受熱不均勻:水浴——加熱溫度不超過100 度;油浴——加熱溫度在100~250度,容器內物料溫度一般比油浴溫度低20度左右) ① 加熱前在蒸餾燒瓶中加入2 顆沸石,以防止液體暴沸,使沸騰保持平穩。如果事先忘記加入沸石,必須等液體冷卻後補加,決不能在液體加熱到沸騰時補加,否則會產生劇烈的爆沸。如果間斷蒸餾,每次蒸餾前都要重新加入沸石。 (沸石:具有化學穩定性的表面多孔物質,孔中的空氣在加熱時膨脹溢出,形成小泡,在沸騰時作為汽化中心或汽化核。)
② 加熱速度先快後慢,當液體開始沸騰時,可以看到蒸氣慢慢上升,同時液體迴流。當蒸氣的頂端到達到水銀球部位時,溫度急劇上升,這時更應注意控制加熱溫度,使溫度計水銀球上總是保持有液珠(氣液平衡),此時,液體和蒸氣保持平衡,溫度計所顯示的溫度才是真正
的液體沸點。因此必須嚴格控制加熱,調節蒸餾速度,蒸餾時以從冷凝管流出液滴的速度約1~2 滴/ 秒為宜,而分餾時液滴的速度約1 滴/ 2~3 秒。
(加熱火焰:火焰不可太大,否則會導致蒸餾瓶頸部過熱,蒸汽直接受熱,使水銀球溫度過高;火焰也不可過小,否則水銀球無法被液汽滴浸潤,溫度過低或不規則) (流出液滴速度:蒸餾——為保持水銀球上的液滴,需要控制溫度與流出速度。
分餾——分餾時,氣相中的低沸組分與高沸組分會發生熱量交換,
如果速度過快,交換不充分,會導致兩者一起蒸出,無法達到分離的目的)
(3)觀察沸點及餾分的收集:
① 蒸(分)餾過程中,在達到收集物沸點之前常有沸點較低的液體先蒸出,這部分餾液稱為前餾分或餾頭。
② 當溫度計的讀數穩定時,另換接收瓶截取餾分並記錄下這部分液體開始餾出時和最後一滴的溫度,即是該餾分的沸點范圍(簡稱「沸程」)。餾分的沸點范圍越窄,則餾分的純度越高;若要截取餾分的沸點范圍已有規定,即可按規定截取。(當溫度從恆定值發生波動,並且下降後不再上升即可停止蒸餾,記錄該餾分的最高溫度)篇三:蒸餾與分餾實驗報告 實驗一 蒸餾與分餾
一、實驗目的
1. 掌握普通蒸餾、分餾的原理和操作方法,了解其意義。
2. 學習安裝儀器的基本方法。
3. 學會用常量法測定液態物質的沸點。
二、基本原理
蒸餾liquidgasliquid(純)
分餾
1、蒸餾
(1)什麼是沸點: aliquidbgasliquid(a)
每種純液態有機物在一定的壓力下具有固定的沸點,當液態有機物受熱時,蒸氣壓增大,待蒸氣壓達到大氣壓或所給定的壓力時,即p蒸=p外,液體沸騰,這時的溫度稱為液體的沸點。
(2)液—氣—液的過程
蒸餾就是將液態物質加熱到沸騰變為蒸氣,又將蒸氣冷凝為液體這兩個過程的聯合操作。如果將某液體混合物(內含兩種以上的物質,這幾種物質沸點相差較大,一般大於30℃)進行蒸餾,那麼沸點較低者先蒸出,沸點較高者後蒸出,不揮發的組分留在蒸餾瓶內,這樣就可以達到分離和提純的目的。
純液態有機物在蒸餾過程中沸點變化范圍很小(一般0.5-1.0℃)。根據蒸餾所測定的沸程, 可以判斷該液體物質的純度。
歸納起來,蒸餾的意義有以下三個方面:
① 分離和提純液態有機物。
② 測出某純液態物質的沸程,如果該物質為未知物,那麼根據所測得的沸程數據,查物理常數手冊,可以知道該未知物可能是什麼物質。
③ 根據所測定的沸程可以判斷該液態有機物的純度。
2、分餾
普通蒸餾只能分離和提純沸點相差較大的物質,一般至少相差30℃以上才能得到較好的分離效果。對沸點較接近的混合物用普通蒸餾法就難以分開。雖經多次的蒸餾可達到較好的分離效果,但操作比較麻煩,損失量也很大。在這種情況下,應採取分餾法來提純該混合物。 分餾的基本原理與蒸餾相類似,所不同的是在裝置上多一個分餾柱,使氣化、冷凝的過程由
一次變為多次。簡單地說,分餾就是多次蒸餾。
分餾就是利用分餾柱來實現這「多次重復」的蒸餾過程。當混合物的蒸氣進入分餾柱時,由於柱外空氣的冷卻,蒸氣中高沸點的組分易被冷凝,所以冷凝液中就含有較多高沸點物質,而蒸氣中低沸點的成分就相對地增多。冷凝液向下流動時又與上升的蒸氣接觸,二者之間進行熱量交換,使上升蒸氣中高沸點的物質被冷凝下來,低沸點的物質仍呈蒸氣上升;而在冷凝液中低沸點的物質則受熱氣化,高沸點的物質仍呈液態。如此經多次的液相與氣相的熱交換,使得低沸點的物質不斷上升最後被蒸餾出來,高沸點的物質則不斷流回燒瓶中,從而將沸點不同的物質分離。分餾是分離提純沸點接近的液體混合物的一種重要的方法。
三、實驗准備
儀 器:圓底燒瓶(50ml 2個),直形冷凝管(1支),接引管(又稱牛角管,1支),錐形瓶(2個),蒸餾頭(1個),溫度計套管(1個),100℃溫度計(1支),分餾柱(1支),量筒(50ml,1個)。
葯 品:丙酮(20ml),丙酮–水溶液(v /v=1∶1,20ml)。
物理常數:四、儀器安裝要點
1. 蒸餾燒瓶大小的選擇:視待蒸餾液體的體積而定。通常為蒸餾液體的體積占蒸餾燒瓶容量的1/3-2/3。加料時不能直接從蒸餾頭上口倒入,應用長頸漏斗或卸下圓底燒瓶加料。
2. 冷凝管的選擇
蒸(分)餾用的冷凝管主要有直形冷凝管及空氣冷凝管,若被蒸餾物質的沸點低於140℃,使用直形冷凝管,在夾套內通冷卻水。若被蒸餾物質的沸點高於140℃,直形冷凝管的內管及外管接合處易發生爆裂,故應改用空氣冷凝管。
3. 以熱源為基準,根據由下到上,由左到右(或由右到左)的原則,首先將裝有待蒸餾物質的圓底燒瓶固定在鐵架台上,然後插入蒸餾頭,順次連接冷凝管、接引管、錐形瓶,最後插入溫度計套管和溫度計。在同一桌面上,安裝兩套蒸餾裝置時,必須是蒸餾瓶對蒸餾瓶(頭對頭),或錐形瓶對錐形瓶(尾對尾),避免著火。
4. 溫度計水銀球的正確位置是:水銀球的上端與蒸餾頭支管的下側在同一水平面上,使水銀球能完全被蒸氣所包圍。
5. 冷凝管通冷卻水的方向應從冷凝管的下端進水,上端出水,並且上端的出水口應朝上,以保證冷凝管的夾層中充滿水。
6. 儀器安裝完成後,檢查各個磨口是否緊密相連,防止漏氣。無論從正面或側面來觀察,全套儀器的軸線都應在同一平面內,鐵架台都應整齊地放在儀器的背部,做到美觀端正、橫平豎直。
7. 常壓蒸餾必須與大氣相通,不能把整個體系密閉起來,所以接引管的支管口不能堵塞。用不帶支管的接引管時,接引管與接受瓶之間不能用塞子塞住。
8. 接受瓶可以用錐形瓶或梨形瓶、圓底瓶,但不能用燒杯等敞口的器皿來接受。
五、實驗操作
1、實驗步驟:
蒸餾:
20ml
2顆沸石
記錄沸程蒸氣冷凝純丙酮(量出體積,計算回收率)
分餾:
20ml2顆沸石
蒸氣
記錄沸程
2、操作要點
(1)通冷卻水:
加熱前,先通冷卻水。冷卻水不必開得太大,以免沖水並浪費水。
(2)加熱:
① 加熱前在蒸餾燒瓶中加入2顆沸石,以防止液體暴沸,使沸騰保持平穩。如果事先忘記加入沸石,必須等液體冷卻後補加,決不能在液體加熱到沸騰時補加,否則會產生劇烈的爆沸。如果間斷蒸餾,每次蒸餾前都要重新加入沸石。
② 加熱速度先快後慢,當液體開始沸騰時,可以看到蒸氣慢慢上升,同時液體迴流。當蒸氣的頂端到達到水銀球部位時,溫度急劇上升,這時更應注意控制加熱溫度,使溫度計水銀球上總是保持有液珠,此時,液體和蒸氣保持平衡,溫度計所顯示的溫度才是真正的液體沸點。因此必須嚴格控制加熱,調節蒸餾速度,蒸餾時以從冷凝管流出液滴的速度約1~2滴 / 秒為宜,而分餾時液滴的速度約1滴 / 2~3秒。
(3)觀察沸點及餾分的收集:
① 蒸(分)餾過程中,在達到收集物沸點之前常有沸點較低的液體先蒸出,這部分餾液稱為前餾分或餾頭。
② 當溫度計的讀數穩定時,另換接收瓶截取餾分並記錄下這部分液體開始餾出時和最後一滴的溫度,即是該餾分的沸點范圍(簡稱「沸程」)。餾分的沸點范圍越窄,則餾分的純度越高;若要截取餾分的沸點范圍已有規定,即可按規定截取。
③ 蒸餾時,圓底燒瓶中的液體不許蒸干,殘留液至少0.5ml,否則易發生事故(瓶碎裂等)。
(4)蒸餾結束:
先停止加熱,移開熱源,待冷卻後,再停止通水,拆下儀器。拆除儀器的順序與裝配儀器順序分餾冷凝純丙酮(量出體積,計算回收率)相反。
六、實驗提問
(1)什麼是沸點?測沸點有何意義?如果液體具有恆定的沸點,那麼能否認為它是單純物質?
(2)什麼是蒸餾、分餾?兩者在原理、裝置、操作方面有何異同?蒸餾的意義?
(3)什麼是暴沸?如何防止暴沸?
(4)蒸餾裝置中溫度計的位置是怎樣的?位置太高或太低對實驗結果有何影響?
(5)蒸餾速度太快或太慢,對實驗結果有何影響?
(6)分餾柱的分餾效率的高低取決於哪些因素?
Ⅳ (2014南京)如圖所示是演示點火爆炸的實驗裝置,按動電火花發生器的按鈕,點燃盒內酒精,盒蓋被打出去
當按動電火花發生器的按鈕時,酒精燃燒後的燃氣對盒蓋做功,將燃氣的內版能轉化為盒權蓋的機械能,燃氣的內能減小;
四沖程熱機中的做功沖程就是利用內能來做功的沖程,將內能轉化為機械能.
故答案為:做功;內;機械;做功.
Ⅳ 實驗室制氧氣的步驟裝置發生和收集理由裝置圖並畫出圖中要點操作及注意事項
操作步驟
A.(以高錳酸鉀製取氧氣為例)
步驟:查—裝—定—點—收—移—熄專)
查----檢查裝置的氣密性
裝----裝葯屬品
定----把試管固定到鐵架台上
點----點燃酒精燈加熱(先預熱,注意:一律先讓試管均勻受熱,否則會因冷熱不均炸裂試管)
收----收集氣體(可以使用排水法、向上排空法)
離----把導管從水槽中取出(如果使用向上排空法,此步驟基本不需要,但是最好先取出導管在蓋上玻片)
熄----熄滅酒精燈
裝置如下圖:
Ⅵ 求實驗室減壓蒸餾裝置圖
實驗室減壓蒸餾裝置圖如下圖所示:
實驗原理
1.減壓蒸餾適用對象
在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質
2、減壓下的沸點
(1)通常液體的沸點是指其表面的蒸氣壓等於外界大氣壓時的溫度;
(2)液體沸騰時溫度是與外界的壓力相關的,即外界壓力降低沸點也降低;
(3)利用外界壓力和液體沸點之間的關系,將液體置於一可減壓的裝置中,隨體系壓力的減小,液體沸騰的溫度即可降低,這種在較低壓力下進行蒸餾的操作被稱為減壓蒸餾。
注意事項
1.真空油泵的好壞決定於其機械結構和真空泵油的質量,如果是蒸餾揮發性較大的有機溶劑,其蒸氣被油吸收後,會增加油的蒸氣壓,影響泵的抽真空效果;如果是酸性的蒸氣,還會腐蝕泵的機件;
另外,由於水蒸氣凝結後會與油形成濃稠的乳濁液,破壞了油泵的正常工作。因此,在真空油泵的使用中,應安裝必要的保護裝置。
2.測壓計的作用是指示減壓蒸餾系統內部的壓力,通常採用水銀測壓計,一般可分為封閉式和開口式兩種。使用時必須注意勿使水或臟物侵入測壓計內。水銀柱中也不得有小氣泡存在。否則,將影響測定壓力的准確性。
Ⅶ 求趣味實驗
一、建造一座「水中花園」
將硅酸鈉(Na2SiO3)溶於水中製成溶質質量分數為40%的水玻璃,輕輕將鹽的晶粒,如鈷、鐵、銅、鎳和鉛的氯化物,鋁、鐵、銅和鎳的硫酸鹽,鈷、鐵、銅和鎳的硝酸鹽,加入到水玻璃中(注意不能搖混),則五彩繽紛的「花」就慢慢地生長起來了。
二、噴霧作畫
實驗原理:FeCl3溶液遇到硫氰化鉀(KSCN)溶液顯血紅色,遇到亞鐵氰化鉀〔K4[Fe(CN)6]〕溶液顯藍色,遇到鐵氰化鉀〔K3[Fe(CN)6]〕溶液顯綠色,遇苯酚顯紫色。FeCl3溶液噴在白紙上顯黃色。
實驗用品:白紙、毛筆、噴霧器、木架、摁釘。
FeCl3溶液、硫氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀濃溶液、鐵氰化鉀濃溶液、苯酚濃溶液。
實驗步驟:
1. 用毛筆分別蘸取硫氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀濃溶液、鐵氰化鉀濃溶液、苯酚濃溶液在白紙上繪畫。
2. 把紙晾乾,釘在木架上。
3. 用裝有FeCl3溶液的噴霧器在繪有圖畫的白紙上噴上FeCl3溶液。
三、木器或竹器上刻花法
反應原理:稀硫酸在加熱時成為濃硫
酸,具有強烈的脫水性,使纖維素 (C6H10O5)n失水而碳化,故呈現黑色或褐色。洗去多餘的硫酸,在木(竹)器上就
得到黑色或褐色的花或字。
實驗步驟:用毛筆蘸取濃度為5%的稀硫酸在木器(或竹器)上畫花或寫字。晾乾後把木(竹)器放在小火上烘烤一段時間,用水洗凈,在木(竹)器上就得到黑色或褐色的花樣或字跡。
四、一觸即發
實驗原理:乙炔通入銀氨溶液生成乙炔銀沉澱,乙炔銀乾燥後若受熱、摩擦或撞擊都會發生爆炸。
C2H2+2Ag(NH3)2OH→C2Ag2+2H2O+4NH3 C2Ag2==2C+2Ag
實驗操作:在大試管中裝入新制的銀氨溶液15 mL~20mL,向其中通入乙炔氣體,立即反應生成灰白色的乙炔銀沉澱,繼續通入乙炔至反應完全後過濾,洗滌干凈濾渣,將濾渣分為綠豆大小的若干撮,放在一張濾紙上在陰涼穩妥處風干。將風干後的乙炔銀放在厚書本中,稍用力合上書本即發生爆炸;放在地面用鞋底輕輕一擦也發生爆炸;放在石棉網上微熱或用星火接觸也發生爆炸。
五、自燃——糖與氯酸鉀的反應
實驗原理:濃硫酸與糖反應時放熱,放出的熱量能促進氯酸鉀的分解,釋放出氧氣。氧氣又進一步氧化糖,糖的氧化放出大量熱,大到足以使糖燃燒產生火焰。
實驗步驟及現象:將糖粉與等量氯酸鉀混合均勻放進蒸發皿內,在混合物頂部輕輕地挖一凹痕,向凹痕中滴一滴濃硫酸,即發生自燃。
(一)鳴炮慶祝
用品:研缽、玻璃片、滴管、玻棒、紙。
氯酸鉀、紅磷、酒精、漿糊。
原理:氯酸鉀為強氧化劑,紅磷為易燃物,兩者之間很容易發生化學反應。用葯匙將它們相混時會發生燃燒。將混和物撞擊時會發生猛烈的爆炸。
5KClO3+6P=5KCl+3P2O5
操作:將2克氯酸鉀晶體放在研缽里研成粉末,倒在玻璃片上。取0.6克紅磷放在氯酸鉀粉末旁。用滴管吸取酒精滴到兩種葯品上,使葯品潮濕,然後用玻棒將它們混和均勻調成糊狀,分成三等分。等它們乾燥後分別用紙包緊粘牢。
慶祝開始時,把三個紙包先後用力朝水泥地或磚頭上摜,就會發出三聲炮響。
(二)玻棒點火
用品:玻棒、玻璃片、酒精燈。98%濃硫酸、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸反應產生氧化能力極強的棕色油狀液體七氧化二錳。它一碰到酒精立即發生強烈的氧化-還原反應,放出的熱量使酒精達到著火點而燃燒。
2KMnO4+H2SO4=K2SO4+Mn2O7+H2O
2Mn2O7=4MnO2+3O2↑
C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O
操作:用葯匙的小端取少許研細的高錳酸鉀粉末,放在玻璃片上並堆成小堆。將玻棒先蘸一下濃硫酸,再粘一些高錳酸鉀粉末。跟著接觸一下酒精燈的燈芯,燈芯就立即燃燒起來,一次可點燃四、五盞酒精燈。
注意事項:七氧化二錳很不穩定,在0℃時就可分解為二氧化錳和氧氣。因此玻棒蘸濃硫酸和高錳酸鉀後,要立即點燃酒精燈。否則時間一長,七氧化二錳分解完,就點不著酒精燈了。
(三)鋼絲點火
用品:鋼絲、瓶蓋、蠟燭、硫粉。
原理:利用鐵絲上硫燃燒時火焰很淡,白天在遠處看不出來,好象真的是鋼絲把蠟燭點著的。
操作:事先把自行車鋼絲一端錘扁成凹槽,在槽里放一些硫粉,加熱熔化著火,備用。將一支蠟燭點燃後放在桌上。這時用瓶蓋將燭焰蓋滅,再用鋼絲接觸燭芯上升的白煙,燭火便復燃。可再蓋滅,再點燃。這樣一亮一滅,令人暗暗叫奇。
(四)手指點火
用品:研缽、小木板。
蠟燭、氯酸鉀、硫。
原理:蠟燭的余燼使硫燃燒。硫燃燒時放出的熱量使氯酸鉀分解產生氧氣,因而硫燃燒得更旺,余燼便著火了。
操作:取1克氯酸鉀和0.5克硫,分別放在研缽里研成很細的粉末,然後把它們混和均勻。或者用十根火柴,把頭葯刮下研細也行。
在小木板上固定好一支蠟燭,並將它點燃。事先用手指頭蘸些混和好的葯粉。表演時,將燭火吹滅,趁著尚有餘燼,把蘸有葯粉的手指頭,輕輕地向燭芯碰一下,蠟燭便可復燃。可以再吹滅,再點燃。
注意事項:蠟燭的燭芯長約1.5厘米。這樣在吹熄後才有餘燼。如果用研細的火柴頭葯,只能在手指頭上粘上薄薄的一層。多了,手指上的頭葯也會著火,可能灼傷手指。
(五)氯氣點火
用品:250毫升廣口瓶、分液漏斗、導管、玻璃水槽、集氣瓶、毛玻片、試管、滴管。
電石、水、濃鹽酸、高錳酸鉀。
原理:電石和水反應產生乙炔。高錳酸鉀和鹽酸反應產生氯氣。氯氣和乙炔反應放出的熱使乙炔著火,然後乙炔在空氣中繼續燃燒。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
C2H2+Cl2→2C+2HCl
2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
操作:實驗裝置如圖15-1所示。在廣口瓶里放入10克小塊電圖15-1製取乙炔石。輕輕旋開分液漏斗的活栓,使水慢慢地滴下。等廣口瓶內的空氣排凈後,用排水法收集一瓶乙炔。瓶口用毛玻片蓋住,直立放在桌上。另取一支試管放入0.5克高錳酸鉀晶體滴入2滴濃鹽酸就有氯氣產生並充滿試管。這時,左手拿開乙炔瓶上的毛玻片,右手把試管里的氯氣倒入乙炔瓶里。當乙炔和氯氣相遇,便立即著火發出光亮而帶濃煙的火焰。
(六)杯中大火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、坩堝、鑷子。
乙醚、鉀、細砂。
原理:鉀和乙醚在常溫時不發生反應。當把它們倒入水時,鉀和水相遇立即產生氫氣並著火,從而引起劇烈的燃燒現象。
2K+2H2O=2KOH+H2↑
2H2+O2 2H2O
C2H5OC2H5+6O2 4CO2+5H2O
操作:在燒杯底部放一厚層細砂,砂上放盛有5毫升水的蒸發皿。向坩堝里注入2毫升乙醚,再放入綠豆大的一塊鉀。將乙醚和鉀的混和物倒入蒸發皿時,杯內立即發生大火。
(七)滴水生火
用品:600毫升燒杯、蒸發皿、鑷子、滴管。
濾紙、細砂、過氧化鈉、白磷。
原理:過氧化鈉和水反應產生氧氣並放出大量的熱,使白磷著火生成大量的五氧化二磷白煙。
操作:在600毫升燒杯的底部鋪一層細砂,砂上放一個蒸發皿。取2克過氧化鈉放在蒸發皿內,再用鑷子夾取2塊黃豆大小的白磷,用濾紙吸去水分後放在過氧化鈉上。用滴管向過氧化鈉滴1~2滴水,白磷便立即燃燒起來,產生濃濃的白煙.
(八)液中星火
用品:大試管、鐵架台、鐵夾。
98%濃硫酸、酒精、高錳酸鉀。
原理:高錳酸鉀和濃硫酸接觸會產生氧化性很強的七氧化二錳,同時放出熱量。七氧化二錳分解出氧氣,使液中的酒精燃燒。但由於氧氣的量較少,只能發出點點火花,而不能使酒精連續燃燒。
操作:取一個大試管,向試管里注入5毫升酒精,再沿著試管壁慢慢地加入5毫升濃硫酸,不要振盪試管。把試管垂直固定在鐵架台上。這時,試管里的液體分為兩層,上層為酒精,下層為濃硫酸。用葯匙取一些高錳酸鉀晶體,慢慢撒入試管,晶體漸漸落到兩液交界處。不久,在交界處就會發出閃閃的火花。如果在黑暗的地方進行,火花就顯得格外明亮。
注意事項:高錳酸鉀的用量不可過多,否則,反應太劇烈,試管里的液體會沖出來。
(九)冰塊著火
用品:大瓷盤、滴管。
電石、鉀、冰塊。
原理:水和鉀反應劇烈,使生成的氫氣燃燒。氫氣的燃燒使電石和水反應生成的乙炔著火。燃燒所產生的熱進一步使冰熔化成水,水和電石作用不斷地產生乙炔,因此火焰就越燒越旺,直到電石消耗完,火焰才漸漸熄滅。
操作:取一大塊冰放在大瓷盤里,在冰上挖一個淺坑,放入一小塊電石和一小塊鉀。然後向淺坑裡滴幾滴水,立即冒出一團烈火和濃煙,好象冰塊著火似的。
(十)星光飛舞
用品:20毫升塑料瓶、針、酒精燈。
膽礬粉末、鎂粉、還原鐵粉。
原理:當膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉落在火焰上時,膽礬的銅離子使火焰呈現綠色,鎂粉和鐵粉因體積很小,與空氣的接觸面很大,容易被火焰灼熱,所以能和空氣中的氧氣化合生成氧化鎂和四氧化三鐵。
2Mg+O2 2MgO
3Fe+2O2 Fe3O4反應所產生的熱使四氧化三鐵發紅,使氧化鎂達到白熾狀態,於是便出現細小的紅光和耀眼的白光。因為金屬粉末不是同一時間落在火焰上燃燒的,加上在氧化時被熱氣流沖開,所以紅光和白光四射,一閃一閃好象星光在飛舞。
操作:取膽礬粉末、鎂粉和還原鐵粉各1克。把它們混和均勻後,放入小塑料瓶里。瓶底用針打一些小孔。然後在酒精燈火焰的上方,輕輕拍打塑料瓶。瓶里的粉末落在火焰上時,火焰呈綠色。在綠色火焰的上方,飛舞著紅色和白色的星光,景色十分美麗。
(十一)水中燃燒
用品:研缽、玻璃水槽、直徑約4厘米的塑料瓶,鐵棒,引火線。
硝酸鉀、硫粉、木炭粉、細砂。
原理:黑火葯在水中燃燒時,所噴出的大量煙塵和氣體足以把水沖開而不影響其反應的繼續進行。黑火葯燃燒的主要化學反應是:
S+2KNO3+3C 點燃K2S+N2↑+3CO2↑
操作:取硝酸鉀5份、硫粉1份、木炭粉1份、分別研細後放在紙上反復拌勻,配成黑火葯,備用。
取一直徑約4厘米的塑料瓶,把它截成高約6厘米、有底的圓筒。向筒內先裝入約2厘米厚的細砂,再填入黑火葯。每裝入少許,用鐵棒搗結實,填滿到筒口後,插入引火線(它是用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液曬干而成的。)再把黑火葯壓緊。把裝好火葯的塑料筒,輕輕放入盛有水的玻璃水槽,筒口要高出水面約1厘米。
點燃引火線,不久有大量煙塵和火焰從塑料筒里噴出來。燃燒逐漸蔓延到水下,直到黑火葯燒完為止。由於有少量沒有燒完的炭粉分散在水中,使水變成棕黑色。
(十二)水中火光
1
用品:200毫升燒杯、2毫升移液管、鑷子、葯匙。
水、98%濃硫酸、氯酸鉀、白磷。
原理:氯酸鉀和濃硫酸作用,生成易分解的氯酸,產生二氧化氯。二氧化氯很容易分解生成氯氣和氧氣,同時放熱使白磷達到著火點在氧氣中燃燒,生成五氧化二磷。五氧化二磷和水反應生成磷酸。
KClO3+H2SO4=HClO3+KHSO4
4HClO3=4ClO2↑+O2↑+2H2O
2ClO2=Cl2+2O2
4P+5O2=2P2O5
P2O5+3H2O=2H3PO4
操作:在燒杯中放入10克氯酸鉀晶體,慢慢注入100毫升水,再用鑷子夾取2~3塊綠豆大的白磷放在氯酸鉀晶體中間。然後用移液管吸取濃硫酸2毫升注到氯酸鉀和白磷的交界處。這時白磷燃燒,發出火光。
用品:400毫升燒杯、鑷子、鐵架台、鐵夾、試管、帶導管的橡皮塞。
氯酸鉀、二氧化錳、白磷、40℃的熱水。
原理:水的溫度達到了白磷的著火點又有氧氣存在,所以白磷在水中燃燒。
操作:把5小塊綠豆大的白磷投入一個盛有半杯40℃熱水的燒杯里。
把6克氯酸鉀和2克二氧化錳混和均勻後放在試管里。用帶有導管的塞子緊塞管口。給試管加熱。將放出氧氣的管口靠近白磷時,白磷便立即燃燒,發出閃爍的火光。
(十三)木炭化妝跳舞
用品:鐵架台、鐵夾、酒精燈、大試管、鑷子。
木炭、硝酸鉀。
原理:硝酸鉀受熱先熔化而後分解為亞硝酸鉀和氧氣。熔化的硝酸鉀和木炭接觸,反應所放出的熱將木炭灼紅,生成的二氧化碳把木炭推上去。木炭和硝酸鉀脫離接觸後,由於重力的作用而落下。木炭就是這樣上下跳躍不停,直到它作用完為止。
2KNO3 2KNO2+O2↑
C+O2=CO2
操作:取5克硝酸鉀放入大試管里。把試管垂直固定在鐵架台上。用酒精燈外焰加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。等有氣體放出時,投入黃豆大的木炭並繼續加熱。一會兒,木炭由黑變紅在試管里不斷上下跳動,發出明亮的火光。移去酒精燈,木炭還可以跳躍片刻。
(十四)化學燈
用品:鐵架台、鐵夾、鑷子、硬質大試管、酒精燈。
硝酸鉀、硫塊。
原理:硫和熔化的硝酸鉀反應非常劇烈,放出大量的熱,使反應中生成的亞硝酸鉀被熾熱發出耀眼的白光。
2KNO3 2KNO2+O2↑
S+O2=SO2
操作:把裝有5克硝酸鉀的大試管垂直固定在鐵架台上加熱試管底部,使硝酸鉀熔化。這時拿開酒精燈,向試管里每隔半分鍾投入黃豆大的硫塊,試管便持續地發出耀眼的白光。
(十五)焰火
用品:研缽、紙筒、引火線(用棉繩浸透30%硝酸鉀溶液,曬干而成)。
氯酸鉀、硫、木炭粉、硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋇、硝酸鍶、蔗糖、鎂粉、三硫化二銻。
原理:焰火呈現紅、綠、紫、藍、黃各種顏色是葯品中某些金屬元素的焰色反應。
焰色:K,K+(紫色),Na,Na+(黃色),Sr,Sr2+(深紅色),Ba,Ba2+(黃綠色)。
操作:按下面的配方(質量比)來配製各色焰火。
紅色:氯酸鉀4,硫粉11,木炭粉2,硝酸鍶33。
綠色:氯酸鉀9,硫粉10,硝酸鋇31。
白色:硫粉3,硝酸鉀12,鎂粉1,木炭粉2。
紫色:氯酸鉀7,硫粉5,硝酸鉀7,蔗糖2。
黃色:硫粉12,木炭粉2,硝酸鉀30,硝酸鈉5。
藍色:硝酸鉀9,硫粉2,三硫化二銻2。
將所需葯品按數量稱好,分別研細再混和均勻,裝入紙筒,邊裝邊壓緊,裝好後插入引火線。點燃引火線,火葯便燃燒(或用滴入濃H2SO4引燃),發出各色火焰,非常好看。
注意事項:配製火葯時,各個成分必須分別研細千萬不能混研,以防燃燒或爆炸。反應時將會有較多的煙生成,因此該實驗適合在室外進行。
(十六)蠟燭自明
用品:6×6平方厘米木板、30毫升試劑瓶、鑷子、滴管。
二硫化碳、白磷、蠟燭。
原理:將白磷的二硫化碳溶液滴在燭芯上,二硫化碳很快揮發掉,剩下細小的白磷顆粒。白磷與空氣接觸,激烈地氧化放熱,使白磷燃燒起來。白磷燃燒時就把燭芯點著了。
操作:取一支點燃過的蠟燭固定在木板上。燭芯要長而鬆散。在試劑瓶中注入5毫升二硫化碳,再用鑷子夾取一塊蠶豆大小的白磷放入二硫化碳中,塞上瓶蓋,輕輕搖晃,使白磷溶解成溶液。用滴管吸取少量白磷的二硫化碳溶液,滴到燭芯上。不久,燭芯就自燃起來。
(十七)火山爆發
用品:滴管。
燒石膏、高錳酸鉀、重鉻酸銨、甘油。
原理:高錳酸鉀和甘油發生激烈的氧化還原反應,放出的熱使甘油著火。重鉻酸銨受熱迅速分解產生氮氣,使三氧化二鉻粉末向上飛,迸發出火星。
操作:將燒石膏加水捏成小山,山頂留一坩堝大小的坑,晾乾備用。
在石膏山頂的坑中間,堆放高錳酸鉀粉末,頂上壓一小槽。在高錳酸鉀的周圍,堆放研細的重鉻酸銨粉末。用滴管吸取甘油,滴1~2滴於高錳酸鉀的小槽里。一會兒,就可看到有紫紅色火焰噴出,跟著又噴出許多綠色的「火山灰」,布滿在小山坡上,景象逼真,婉如火山爆發。
(十八)海底火山爆發
1
用品:玻璃水槽、20毫升廣口葯瓶、塑料薄膜、牛皮筋、滴管。
燒石膏,蔗糖、氯酸鉀、98%濃硫酸。
原理:濃硫酸和氯酸鉀反應生成奇臭的二氧化氯。二氧化氯氧化力極強,能使蔗糖猛烈燃燒。
操作:用燒石膏加水捏成小山,山頂上嵌入廣口葯瓶,晾乾備用。
將10克氯酸鉀和10克蔗糖混和均勻,裝入石膏山頂的小瓶內。用塑料薄膜封瓶口,牛皮筋扎緊,然後將小山沒入水槽的水裡。用滴管吸取濃硫酸,刺破塑料薄膜,滴入幾滴濃硫酸。火山立即在水中爆發,十分壯觀。
2
用品:玻璃水槽、墨水瓶。
沸水、紅墨水。
原理:沸水和冷水發生對流,沸水上升,冷水下降。
操作:在空墨水瓶里滴入10滴紅墨水,再注入沸水,扭緊瓶蓋,把它放入水槽里。向水槽里倒入冷水,浸過瓶口約5厘米。然後輕輕地旋開瓶蓋,瓶內的紅水慢慢上升噴向水面,好象海底火山爆發一樣。
(十九)節奏的爆炸
用品:研缽、60毫升錐形瓶、玻棒。
碘片、30%濃氨水。
原理:碘和濃氨水反應生成六氨合三碘化氮。它不溶於水,乾燥後,性質極不穩定,輕微的觸動,即引起爆炸。
3I2+7NH3=NI3•6NH3+3HI
2NI3•6NH3=N2↑+3I2+12NH3↑
分布均勻細小的六氨合三碘化氮爆炸時沒有危險。
操作:取1克碘片放在研缽里,加入5毫升濃氨水。小心研磨3分鍾,便得到黑色六氨合三碘化氮的細小固體。加水50毫升,經攪動後倒入錐形瓶中。振盪錐形瓶,使黑色粉末均勻地分布在水中,然後灑在舞台上,讓它乾燥。乾燥後,這時在上面跳舞,隨著舞步可發出有節奏的爆炸。
(二十)一觸就炸
用品:試管2個、帶導管的橡皮塞、漏斗、濾紙、葯匙、石棉網、三角鐵架、酒精燈。
棉花、2%硝酸銀溶液、2%稀氨水、電石。
原理:電石和水反應產生乙炔。乙炔和銀氨溶液作用生成乙炔銀。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑
C2H2+2Ag(NH3)2OH→C2Ag2↓+4NH3+2H2O乙炔銀受撞擊或受熱即發生爆炸分解出銀和碳。
C2Ag2→2Ag+2C
操作:
在圖15-4左面的試管里加入3毫升水,再放入2小塊電石,試管口放些棉花,再把連著導管的塞子塞好。讓生成的乙炔不斷通入銀氨溶液中,即有灰白色的乙炔銀沉澱產生。等反應停止後,用濾紙過濾,沖洗,取出沉澱物,放在干凈的石棉網上並分成若干綠豆大的小堆。俟其乾燥後,一觸即可爆炸。也可以把石棉網放在三腳鐵架上,下面放一盞燃著的酒精燈。片刻,水分蒸發後乙炔銀就發出猛烈的爆炸,同時有火光出現。
(二十一)燒不壞的手帕
1
用品:手帕、100毫升燒杯、酒精燈、竹夾子。
酒精。
原理:酒精遇火燃燒,放出熱量,使酒精和水大量揮發,帶走部分熱量。左右搖晃手帕時可散去大量熱。這樣火焰的溫度被降低,不能達到手帕的著火點。
操作:在燒杯中倒入20毫升酒精和10毫升水,充分搖勻,將手帕放入溶液中浸透。用竹夾子夾出手帕,輕輕地把酒精擠掉,然後放在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火後,火焰很大。這時要左右搖晃手帕,直到熄滅。火熄滅後,手帕完好無損。
用品:手帕、玻棒、酒精燈。
酒精、磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液。
原理:浸過磷酸鈉和明礬溶液的手帕在晾乾後,磷酸鈉和明礬所形成的氫氧化鋁會把布和空氣隔開。因此酒精燃燒產生的熱,不能使手帕達到燃點。
2KAl(SO4)2+3Na3PO4+6H2O=3NaH2PO4+3Na2SO4+K2SO4+2Al(OH)3↓
操作:把手帕放在磷酸鈉飽和溶液中浸透,取出晾乾。再把這塊手帕在明礬飽和溶液中浸幾分鍾,取出晾乾。
表演時,把酒精倒一些在手帕上,再用一根玻棒把手帕挑起,在燃著的酒精燈上點燃。手帕著火發出淡藍色的火焰。火焰熄滅後,手帕一點沒有燒壞。
(二十二)烈火中的花布
用品:花布、細鐵絲、鑷子、酒精燈。
樟腦丸
原理:樟腦丸的化學成分為萘,很容易燃燒。在燃燒時所產生的熱量一部分用於使萘升華,所以和樟腦丸緊貼的花布溫度被降低,不能達到布的著火點,布就不會燃燒。
操作:用一塊小花布緊緊地包住一顆樟腦丸,再用細鐵絲扎緊,然後用鑷子夾住,放在酒精燈火焰上點燃,轉眼功夫,小花布被熊熊烈火包圍,烈火中還散發出濃濃的黑煙。將火吹滅後,打開布包一看,樟腦丸變小了,但花布卻和原來一樣一點沒有燒壞。
(二十三)奇異的脫脂棉
用品:脫脂棉、100毫升燒杯、玻棒、鐵絲、鐵夾四個。
磷酸鈉飽和溶液、明礬飽和溶液、30%硝酸鉀溶液、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、濃硫酸(密度1.84克/毫升)。
原理:用磷酸鈉和明礬溶液浸過的脫脂棉,由於在棉纖維上有一層不能燃燒的保護膜,所以不易燃燒。
用硝酸鉀溶液浸過的脫脂棉,由於硝酸鉀受熱分解出氧氣的助燃,所以很容易燃燒。
2KNO3 2KNO2+O2↑
用1體積濃硝酸和2體積濃硫酸的混和液浸泡15分鍾的脫脂棉,由於棉纖維和硝酸發生酯化反應生成了極易燃燒的纖維素三硝酸酯,取出,洗凈、晾乾後,火葯棉在外表上跟原脫脂棉相似,但遇火即迅速燃燒。
操作:將脫脂棉分為四等份:第一份是原來的脫脂棉;第二份是先放入磷酸鈉溶液中浸透,取出,干後再浸入明礬溶液,取出,晾乾後的脫脂棉;第三份是浸入硝酸鉀溶液,取出,乾燥後的脫脂棉;第四份是浸入10毫升濃硝酸和20毫升濃硫酸的冷混和液中,約10分鍾後取出,洗凈,晾乾後的脫脂棉。
將上面四份脫脂棉夾在鐵絲上,彼此留5厘米的距離,然後依次點燃。第一份可以燃燒,但速度不快;第二份不易燃燒;第三份容易燃燒;第四份極易燃燒。
(二十四)口吐「仙氣」
用品:尖嘴玻璃管、酒精燈、有色塑料管、葯棉。
汽油、肥皂液、甘油。
原理:汽油蒸氣可以點燃。當汽油和空氣混和後遇火會發生劇烈的燃燒並發出爆炸聲。
操作:在長20厘米尖嘴玻璃管外套一層有色的塑料管,管內放一段吸飽汽油的棉花球。把尖嘴管對著酒精燈火焰,向玻管的另一端吹氣。當氣從尖嘴管出來,遇火便燃燒起來。離開火焰繼續燃燒。如果向玻管吹氣力量稍大時,火焰可以離開尖嘴4~5厘米遠,並呈現明亮的藍色的火焰,十分好看。
這時把玻管尖端浸入滴有少量甘油的肥皂液。取出後,向玻管另一端吹氣。當肥皂泡連串出現在空中時,用燃著的酒精棉球去點一個個的肥皂泡,便發出一連串輕微的爆炸聲和火球,非常有趣。
(二十五)火滅畫現
用品:100毫升燒杯、毛筆、刷子、玻棒、玻璃板、彩色畫片。
硼砂濃溶液、明礬飽和溶液、火葯棉、丙酮、鋁粉。
原理:畫片經過硼砂和明礬溶液先後處理過後,在畫面上就有一層不易燃燒的保護層。火葯棉燃燒迅速,所以畫片不會燒壞。
操作:取一張彩色畫片,用毛筆在畫片上塗一層硼砂溶液,晾乾後塗一層明礬溶液,再晾乾後備用。
將火葯棉放在小燒杯里加入丙酮和鋁粉,調勻。然後把火葯棉的丙酮濃稠的液體,刷在玻璃板上,刷的面積比畫片略大一些。重復刷3~4遍,干後揭下貼在畫片上。這時用火柴點燃火葯棉。當火葯棉迅速燒完時,美麗的畫面就出現在眼前。
(二十六)燒不著紙的火
用品:蒸發皿、玻棒、鑷子、紙。
二硫化碳、四氯化碳。
原理:二硫化碳是容易燃燒的液體,但四氯化碳卻不能燃燒。二硫化碳燃燒生成二氧化碳和二氧化硫,同時放熱。
因有四氯化碳在裡面,四氯化碳大量揮發時帶走了不少熱量,因此火焰的溫度被降低而達不到紙的著火點。
操作:在蒸發皿中倒入6毫升二硫化碳和16毫升四氯化碳,攪拌均勻。用火點燃後,可以看到淡藍色的火焰。這時用鑷子夾一張普通的紙放在火焰上,紙卻燒不著。
(二十七)火能寫字作畫
用品:白紙兩張、毛筆、大頭針、香、酒精燈。
30%硝酸鉀溶液、3摩/升硫酸。
原理:硝酸鉀受熱時分解出氧氣,使紙燃燒。但由於燃燒時產生的熱量不大,所以沒有塗硝酸鉀的紙不會燒著。
3摩/升稀硫酸在烘烤時由於水分蒸發而變成濃硫酸。濃硫酸有脫水性,使紙碳化,現出畫來。
操作:
1.用毛筆蘸30%硝酸鉀溶液在白紙上寫字,字要大,筆畫要簡單些,筆跡要連結在一起,在起筆處用大頭針戳個小孔作記號,然後晾乾。
表演時,用香火在每個字的針孔處點燃,於是火就順著筆畫寫出空心字來。
2.用洗凈的毛筆蘸硫酸在白紙上作畫,陰干後看不出畫跡。表演時,把白紙小心地放在火上烘烤,於是逐漸現出墨筆畫來。
(二十八)滴水生煙
用品:研缽、坩堝、滴管。
碘片、鋁粉。
原理:碘和鋁在常溫下不發生反應。加水催化劑後,反應便立即發生。反應放出的熱使水變為水蒸氣,它和碘蒸氣和白色的碘化鋁在一起形成大量的橙色煙霧。煙霧中混雜著碘升華美麗的紫色蒸氣。
操作:取3克碘片放在乾燥的研缽內研細,再加入0.2克鋁粉。把它們混和均勻後,移入坩堝並堆成小丘,在丘頂上壓一小坑。用滴管往小坑內滴1~2滴水。碘和鋁立即發生劇烈反應,發光發熱,同時產生濃厚的棕色煙霧,煙霧中夾雜著美麗的紫色碘蒸氣。
(二十九)杯中烈煙
用品:600毫升燒杯、小量筒、滴管、蒸發皿。
砂、濃硫酸(密度1.84克/毫升)、濃硝酸(密度1.4克/毫升)、松節油。
原理:濃硝酸和濃硫酸的混和液具有強烈的氧化作用。松節油為易燃物,跟混和酸一接觸就被氧化放出大量的熱,使松節油燃燒,但燃燒不完全析出大量的碳形成黑煙。
操作:在600毫升燒杯底部放1厘米厚細砂。取一個蒸發皿,向蒸發皿內注入5毫升濃硝酸和5毫升濃硫酸,輕搖使混和均勻,然後把蒸發皿放在燒杯里的砂上。用滴管吸取少量松節油逐滴滴入混和酸中,一滴一蓬火,一股烈煙。
(三十)煙圈賽跑
用品:鞋盒、坩堝、鑷子、鐵絲、酒精燈。
濾紙、白磷。
操作:在鞋盒的前側對稱地打兩個1.5厘米直徑的孔。用鑷子取一塊黃豆大的白磷,吸去水分,放在坩堝里,再把坩堝放入盒內,立即蓋上盒蓋。熱天白磷會很快自燃,冷天可用灼熱的鐵絲碰一下白磷,使它燃燒。白磷燃燒使盒內很快充滿濃厚的五氧化二磷白煙。這時,用手指輕輕地點一下盒蓋,就有兩個白色煙圈從圓孔中沖出,向前奔跑。不停地拍點盒蓋,白色煙圈就不停地從圓孔中跑出。手指拍點的位置不同,出來的兩個煙圈速度就不一樣,看上去好像煙圈在賽跑。
Ⅷ 實驗室製取氫氣的發生裝置是圖幾
實驗室製取氫氣是固體和液體反應,反應不需要加熱,所以發生裝置可用如圖所示裝置;
氫氣難溶於水,所以可用如圖所示F裝置排水法收集、氫氣的密度比空氣小,所以可用向下排空氣法收集,如圖所示G。
化學中常用的頌畝攜裝置:
1、固固加熱型裝置;用於兩種或多種固體化學試劑反應,並且需要加熱。
2、固固不加熱型裝置;用於兩種或多種固體化學試劑反應,並且不需要加熱。
3、固液加熱型裝置;用於一種或多種固體化學試劑和另一種或多種液體化學試劑和反應,並且需要加熱。
4、固液不加熱裝置;用於一種或多種固體化學試劑和另一種或多種液體化學試劑和反應,並且不需要耐缺加熱。
(8)爆發點實驗裝置圖擴展閱讀:
裝置使用時,打開導氣管上的旋塞(使容器內氣壓與外界大氣壓相等),球形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,容器中的氣體壓強增大(因為容器中的反應仍在進行,仍有氣體生成),將液體壓回球形漏斗,使容器中液體液面降低,與固體脫離,反野伏應停止。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。
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,把酸液壓回球形漏斗,使酸液與鋅粒脫離接觸,反應自行停止。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。