固液分离装置设计

『壹』 初中二氧化碳实验室制法教案

教学目标

知识目标
使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；

通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；

通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；

能力目标
通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；

通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；

通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；

通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。

情感目标
在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；

在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。

教学建议

课堂引入指导
方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。

方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。

方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。

知识讲解指导
注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。

注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。

联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。

关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。

本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。

关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；

本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。

讲授过程指导
二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。

注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。

课程结束指导
复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。

布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。

布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。

教学设计方案一

教学过程：

【引言】

二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。

（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）

1.碱式碳酸铜热分解

2.蜡烛燃烧

3.木炭燃烧

4.石墨等碳单质在氧气中燃烧

5.木炭还原氧化铜

6.碳在高温下还原氧化铁

7.碳酸受热分解

8.人或动物的呼吸

9.高温煅烧石灰石……

引导学生讨论作为实验室制法的条件是：

1.制取应简便迅速；

2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；

3.操作简单、安全，易于实现。

学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。

【板书】第四节二氧化碳的实验室制法

【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。

【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。

【板书】一 反应原理

1.试剂 石灰石或大理石 盐酸

【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。

【板书】2.原理：

CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑

【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？

【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）

【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。

【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）

【板书】二、反应装置：

（学生回答、教师归纳）

【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图

【讨论】

1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？

2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？

3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？

4.如何检验二氧化碳是否收集满？

（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）

【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。

【讲解】

1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。

2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。

3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。

4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。

【板书】三 收集方法：向上排气法

验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，已经收集满。

【板书】四、实验室制取二氧化碳

【演示】制取并验证二氧化碳气体。

【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳？

（将气体通入澄清石灰水中变浑浊）

【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。

【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍

【演示】灭火器原理实验。

常用二氧化碳灭火器主要有：

（1）泡沫灭火器（2）干粉灭火器（3）液态二氧化碳灭火器

【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取，归纳出气体实验室制取的设计思路及方法，必须明确制取气体的顺序是：

1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。

2.根据反应物、生成物的状态及反应条件选择合适的反应装置。

3.根据气体的物理性质（尤其是密度及其在水中的溶解性），选择合适的收集方法及验满方法。

教学设计方案二

教学重点：实验室制取二氧化碳的原理、装置。探究能力的培养。

教学难点： 从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室气体装置的设计思维水平。

教学过程：

【引入】

节课我们学习了二氧化碳的性质，今天我们将来探究在实验室中如何制得大量的二氧化碳气体。

根据前面学习氧气、氢气的实验室制法的经验分析，在实验室制取一种气体应考虑哪些因素？

学生活动：以小组为单位讨论、代表发言。制取所需药品、化学反应原理、反应条件、制取装置、收集方法、验满或验纯的方法。

【展开】目前已学过哪些反应可生成CO2?

学生活动：

列出很多反应

除大家列出的反应外，还有许多反应可以得到CO2。但并不是所有的反应都适合用于实验室制取CO2。如煅烧石灰石在实验室中很难实现。碳燃烧生成的气体可能不纯等等。

提问：以上反应中最适合实验室制取CO2的药品是？说明原因。

学生活动：通过讨论和实验排除反应1、2、3、4、6、7、8。明确反应5为实验室制取CO2­­ 的反应。

[板书]：

实验药品：

1． 石灰石和稀盐酸

2． 反应原理

CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2­+H2O请归纳反应的特点。

3． 反应装置：固液不加热装置

4． 收集装置

向上排空气集气法

提出探究问题：设计何种实验装置来制取CO2？（至少2种）

教师提供制氧气、制氢气的装置图供学生参考

学生活动：分组讨论。小组活动。

1．首先考虑制氢气的装置。

2．在制氢装置

『贰』 为什么固液分离的装置不能用来制氧气

为什么完全密闭的装置不适合做气体的收集装置①“固+固”的反应，简称“固体加热型”，，如用KMnO4或KClO3和MnO2制O2。 ②“固+液”的反应，简称“固液常温型”，如用H2O2和MnO2制O2、用锌粒与稀H2SO4制H2或用CaCO3与稀盐酸制CO2。同B装置相比，D装置具有便于添加液体药品，制取的气体量较多的优点；C装置不仅添加液体药品方便，而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止；E装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。 ③“固+液”的反应的发生装置的其他改进：为了节约药品，方便操作，可设计如下图所示装置，这些装置都可自动控制。当打开弹簧夹时，溶液进入反应器内开始反应；当关闭弹簧夹时，气路不通，反应产生的气体将溶液压出反应器外，液体与同体分离，反应停止。

『叁』 水与废水处理工艺中，涉及固液分离的工艺有哪些它们共同的设计参数是什么

最常见的有离心分离，重力沉降，混凝沉淀等沉淀法，及过滤拦截法，膜分离法等。具体的废水处理问题你到环.保通提问吧，希望可以帮得到你。

『肆』 求助固液分离的设备，振动分离机的原理和设计计算方法

固液分离基本原理就是根据固体/液体之间的比重差，
形成的固体沉降，加上外力作用（比如离心机，震动分离器）
加速固体沉降的速度。
金华神舟离心机感谢为你解答。

『伍』 隔油沉淀池的设计过程及原理

隔油沉淀池的设计过程：
隔油沉淀池的设计主要是控制与布水区域的距离以及集水堰的线负荷。与布水区域的距离应保证沉淀物与水的分离。集水堰的线负荷即每米长度的堰的过水流量，单位为m3/m.h，该值越小，说明出水对沉淀物的扰动就越小。有时，为了防止漂浮物随水流出，在堰板前设挡渣板。

隔油沉淀池的设计原理如下：
无论何种沉淀池，其作用是固液分离。在沉淀池的设计上，因固体具有下沉的趋势，故液相的流向或与之相反，或与之相垂直，在液相流向方向一定距离形成固液分离区域。固液分离后的液相需排出沉淀池，集水槽就是通过集水堰板以缓慢的流速、均匀地将液相收集在槽内并按照规定的方向排出沉淀池。

隔油沉淀池是在普通隔油池中设倾角为45o的斜板进行油分上浮分离及与重油、杂质下沉分离的含油废水处理构筑物。斜板间距为30-40mm，油粒截留速度为0.2mm/s，可除去油粒粒径为60μm，池的体积相应仅位普通隔油池的1/4-1/2。

『陆』 固液分离设备的固液分离设备的现状与发展趋势

随着科技的不断发展， 固液分离设备在结构形式、分离效率、自动化水平、功能集成、产品质量和可靠性方面发展迅速，与欧洲发达国家产品性能差距越来越小，近年来其在制药行业应用不断广泛。很多要求固液分离设备的浆体中的固形物颗粒粒度都很细.且有越来越细之势,而且总的发展趋势是要求滤液的高澄清度和滤渣的低含湿量,以减少干燥和进一步处理的工作量、降低固液分离成本.突出的对象是工业废水、市政污水和污泥的脱水,这种料浆的浓度很稀(0.3%～1.0%),要先浓缩至3%～10%,而后进行预脱水,可由1%～5%浓缩至18%～40%,再用真空过滤、压滤、离心机等进行二次脱水.这就使得 固液分离设备技术面临前所未有的挑战,同时也就促使整个固液分离设备技术和设备围绕这些挑战而迅速发展。同时固液分离设备在研究、消化、吸收国内外同类产品技术基础上，针对目前该类产品出现的普遍问题和结合国内污泥脱水的特点和要求，自行设计制造的具有当今先进水平的新型高效、连续作业的压力式固液分离设备,在印染行业得到了广泛的应用。

『柒』 回转式固液分离机有什么原理特点

回转式固液分离机是一种可以连续自动拦截并清除流体中各种形状杂物的水处理专用设备，自来水行业、电厂进水口，同时也可以作为纺织、食品加工、造纸、皮革等行业废水处理工艺中的前级筛分设备。回转式固液分离机是由一种独特的耙齿装配成一组回转格栅链。在电机减速器的驱动下，耙齿链进行逆水流方向回转运动。耙齿链运转到设备的上部时，由于槽轮和弯轨的导向，使每组耙齿 之间产生相对自清运动，绝大部分固体物质靠重力落下。另一部分则依靠清扫器的反向运动把粘在耙齿上的杂物清扫干净。
回转式固液分离机工作原理：
按水流方向耙齿链类同于格栅，在耙齿链轴上装配的耙齿间隙可以根据使用条件进行选择。当耙齿把流体中的固态悬浮物分离后可以保证水流畅通流过。整个工作过程是连续的，也可以是间歇的。
回转式固液分离机特点：
该设备的最大优点是自动化程度高、分离效率高、动力消耗小、无噪音、耐腐蚀性能好，在无看管的情况下可保证连续稳定工作，设置了过载安全保护装置，在设备发生故障时，会产生声光报警并自动停机，可以避免设备超负荷工作。
本设备可以根据用户需要任意调节设备运行间隔，实现周期性运转；可以根据格栅前后液位差自动控制；并且有手动控制功能，以方便检修。用户可根据不同的工作需要任意选用。
由于该设备结构设计合理，在设备工作时， 自身具有很强的自净能力，不会发生堵塞现象，所以日常维修工作量很少。