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高考试题中特殊的化学仪器

1.布氏漏斗与减压过滤装置


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(1)使用方法

布氏漏斗是实验室中使用的一种陶瓷仪器,也有用塑料制作的,用来以真空或负压力抽吸进行过滤即减压过滤。发明者为1907年诺贝尔化学奖获得者爱德华·比希纳。减压过滤(又称抽滤或吸滤),装置如图。

使用的时候,一般先在圆筒底面垫上滤纸,将漏斗插进布氏烧瓶上方开口并将接口密封(例如用橡胶环)。布氏烧瓶的侧口连抽气系统。然后将欲分离的固体、液体混合物倒进上方布氏漏斗,液体成分在负压力作用下被抽进烧瓶,固体留在上方。

(2)注意事项

抽滤时不能用普通漏斗代替布氏漏斗,若直接用普通的漏斗,贴上滤纸后,接上抽气泵进行吸滤(替代布氏漏斗)是不行的。因为漏斗四壁紧贴滤纸处,负压吸滤对其不起作用。只有漏斗下顶角处产生压强差。

当要求保留溶液时,需在布氏烧瓶和抽气泵之间增加一安全瓶,以防止当关闭抽气泵或水的流量突然变小时发生倒吸,使自来水回流,进入布氏烧瓶内污染溶液。安全瓶长管和短管的连接顺序不要弄错。

2.玻璃封管

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        KI,H2SO4

玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体 (避免碘的逸出)  

3.滴液漏斗

包含球形滴液漏斗(图1)和恒压滴液漏斗(图2)。

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(1)仪器优点

恒压漏斗是分液漏斗的一种。它和其他分液漏斗一样,都可以进行分液、萃取等操作,(如图)。

恒压漏斗可以保证内部压强不变,一是可以防止倒吸,二是可以使漏斗内液体顺利流下,三是减小增加的液体对气体压强的影响,从而在测量气体体积时更加准确。

(2)使用方法

一般在封闭体系中用恒压漏斗,如绝大部分的有机合成实验,因有机物容易挥发、需要隔绝空气(氧气)等。

恒压漏斗在上述实验中与烧瓶(或其他反应容器)紧密连接,漏斗也要用塞子密封。此外,因恒压漏斗是合成实验的常规仪器,连接方便,一些不需要封闭或条件宽松的滴加过程(比如滴加水),也常用恒压漏斗。

有时测量气体体积时,由于要消除液体所带来的气压影响,往往也会使用恒压漏斗,这样可以减小误差。另外,使用恒压漏斗可以使其中的液体更好地流出,也能够加快实验进程。

4.启普发生器


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(1)应用与结构

启普发生器常用于固体颗粒和液体反应的实验中以制取气体,它由球形漏斗、容器和导气管三部分组成。(如图)

(2)注意事项

如果生成的气体难溶于反应液,可以使用。如CO2可溶于水,但难溶于盐酸,当用石灰石与盐酸反应制CO2时可用启普发生器。

块状固体在反应中很快溶解或变成粉末时,不能使用启普发生器。

启普发生器不能加热。

(3)气密性检查方法

开启活塞,向球形漏斗中加水。当水充满容器下部的半球体时,关闭活塞,继续加水,使水上升到长颈漏斗中,静置片刻,若水面不下降,则说明装置气密性良好,反之则说明装置漏气。漏气处可能是容器上气体出口处的橡胶塞、导气管上的旋塞或球形漏斗与容器接触的磨口处。

(4)使用操作

固体试剂由容器上的气体出口加入,加固体前应在容器的球体中加入一定量的玻璃棉或放入橡胶垫圈,以防固体掉入半球体中。加固体的量不得超过球体容积的1/3。液体试剂从球形漏斗口注入,液体的量以反应时刚刚浸没固体,液面不高过导气管的橡胶塞为宜。

使用时,打开导气管上的活塞,球形漏斗中的液体进入容器与固体反应,气体的流速可用活塞调节。停止使用时,关闭活塞,容器中的气体压力增大,将液体压回球形漏斗,使液体和固体脱离,反应停止。

特点:符合“随开随用、随关随停”的原则。能节约试剂,控制反应的发生和停止,可随时向装置中添加液体试剂。

5.冷凝管

①直形冷凝管(如图)

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由内外组合的直玻璃管构成,多用于蒸馏操作,蒸气温度低于140 ℃,不可用于回流。一般倾斜放置。

②球形冷凝管(如图)

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球形冷凝管内管为若干个玻璃球连接起来,用于有机制备的回流,由于接触面积比直形冷凝管的大,冷凝效果好,适用于各种沸点的液体。一般直立放置。

③蛇形冷凝管(如图)

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6、球形干燥管的创新使用

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1.A装置为尾气吸收装置,用来防倒吸,原理类似于倒置在水中的漏斗。

2.B装置为简易的过滤器,可净化天然水。如果去掉上边两层,可用活性炭对液体中的色素进行吸附。

3.C装置是一微型反应器。该装置既可节约药品,又可防止污染。如铜丝在该装置中燃烧时,Cl2封闭在干燥管内,实验结束后剩余的Cl2不仅可以用水吸收,还可以观察CuCl2溶液的颜色。

4.D装置为一简易的启普发生器, 可用于H2、CO2等的制取。

5.E装置起干燥、除杂或缓冲气流的作用。


7、仪器连接的创新与改进

1.仪器巧妙连接,取代启普发生器

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2.仪器创新连接,防止尾气倒吸

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(1)倒立漏斗式:这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积,有利于吸收液吸收气体。当易溶性气体被吸收液吸收时,导管内压强减小,吸收液上升到漏斗中。由于漏斗容积较大,导致烧杯中的液面下降,使漏斗口脱离烧杯中的液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧杯内,从而防止吸收液倒吸。

(2)肚容式:当易溶于吸收液的气体被吸收液吸收后,导气管内压强减小,使吸收液倒吸进干燥管中,吸收液受自身重力的作用又流回烧杯内,从而防止吸收液倒吸。这种装置与倒立漏斗式的功能类似。

(3)蓄液式:当吸收液发生倒吸时,倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来,以防止吸收液进入受热仪器或反应容器中。

(4)脱离式:因导管没有与液体接触,从而无法产生倒吸。

(5)液防式:通过改变试剂的方法达到防倒吸的目的。如吸收HCl时,HCl不溶于四氯化碳而无法倒吸,HCl从四氯化碳中逸出进入水中而溶解。



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