葛德新
具上下嘴細(xì)口瓶是化學(xué)實驗中不常見的一種化學(xué)實驗儀器,是在細(xì)口瓶的基礎(chǔ)上,由專業(yè)玻璃工制作而成,在細(xì)口瓶的一側(cè)下端及另一側(cè)上端分別加有一個玻璃支管,在化學(xué)儀器的網(wǎng)店上也能找到具上下嘴細(xì)口瓶(或具上下嘴錐形瓶),其結(jié)構(gòu)相同。雖然這種儀器不常見,但是由于其上下兩側(cè)各有一個支管,可作進(jìn)氣和出氣使用,這就使得此儀器在一些氣體實驗中能夠發(fā)揮特殊作用,收到意想不到的實驗效果。
1實例一:完成細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實驗
1.1實驗背景
很多教師在做細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時,都是事先準(zhǔn)備好貯有氧氣的集氣瓶,再將系在細(xì)鐵絲上的火柴點燃后伸入瓶內(nèi)。但是由于集氣瓶的瓶口較大,當(dāng)伸入燃著的火柴時,瓶內(nèi)氣體受熱,體積膨脹,就會有一定量的氧氣逸散出去,且燃著的火柴何時伸入瓶內(nèi),時機較難掌握。過早伸入,會將瓶內(nèi)氧氣消耗過多,氧氣濃度過小,細(xì)鐵絲不能燃燒,或燃燒時間很短,學(xué)生還沒仔細(xì)觀察到現(xiàn)象,燃燒就停止了;過晚伸入,則使火柴燃燒時間過短,細(xì)鐵絲的溫度達(dá)不到著火點,從而不能燃燒。并且,瓶內(nèi)的氣體是一定量的,不能隨時得到補充,濃度在不斷降低,燃燒一段時間后,細(xì)鐵絲就熄滅了,而若用具上下嘴細(xì)口瓶替代集氣瓶來完成這個實驗,能很好地解決以上這幾個難題。
1.2實驗裝置
實驗裝置如圖1所示。
1.3實驗步驟
(1)將連接在具上下嘴細(xì)口瓶的上支管及下支管的止氣夾夾上,用排水法收集一瓶氧氣(預(yù)留少量水),瓶口用橡皮塞塞緊。
(2)將下支管的膠皮管與氧氣發(fā)生裝置的出氣導(dǎo)管連接(有條件的學(xué)??芍苯舆B接上2 L的氧氣鋼瓶,以便隨時出氣)。
(3)實驗時,先打開上下支管的止氣夾,點燃系在細(xì)鐵絲上的火柴(細(xì)鐵絲連接的粗鐵絲已插入另一個橡皮塞內(nèi)),再打開原有橡皮塞,迅速插入帶有細(xì)鐵絲的橡皮塞,可見火柴在氧氣中劇烈燃燒起來。
(4)接著,打開氧氣發(fā)生裝置(最好是裝有氧氣的貯氣瓶或2 L的氧氣鋼瓶),純凈的氧氣由下支管進(jìn)入瓶內(nèi),可見細(xì)鐵絲在瓶內(nèi)持續(xù)燃燒,直至整個細(xì)鐵絲燃燒完。
由于此裝置存在上支管利于排氣,而下支管便于進(jìn)氣,再連接上氧氣發(fā)生裝置(或氧氣瓶),能持續(xù)供氧,即使燃著的火柴過早伸入,消耗較多氧氣,也能保證實驗順利進(jìn)行,且實驗時間長,學(xué)生觀察時間充分,實驗效果好。
2實例二:完成硫在空氣、氧氣中燃燒的對比實驗
2.1實驗背景
很多教師在完成這兩個實驗時,都是讓硫在空氣中燃燒一段時間,讓學(xué)生先觀察到微弱的淡藍(lán)色火焰,再伸入貯有氧氣的集氣瓶內(nèi),完成第2個實驗。而在完成第1個實驗時,已經(jīng)有一定量的二氧化硫氣體逸散到空氣中,造成了一定的空氣污染。再完成第2個實驗時,由于毛玻璃片不能全部擋住集氣瓶口,反應(yīng)放熱較多,即使瓶內(nèi)事先裝有少量的水或氫氧化鈉溶液,還是有相當(dāng)一部分反應(yīng)生成的二氧化硫氣體逸散到空氣中,教室前幾排的學(xué)生均能感受到,影響師生的健康,也不利于進(jìn)行環(huán)保教育。而若用具上下嘴細(xì)口瓶替代集氣瓶則能將兩個實驗合二為一,能很好地解決氣體污染的難題。
2.2實驗裝置
實驗裝置如圖2所示。
2.3實驗步驟
(1)如圖2所示,連接裝置,瓶內(nèi)預(yù)留少量水或氫氧化鈉溶液。
(2)點燃燃燒匙(已連接橡皮塞)內(nèi)的硫粉,迅速插入具上下嘴細(xì)口瓶內(nèi),可見硫在空氣中燃燒起來,產(chǎn)生微弱的淡藍(lán)色火焰。反應(yīng)生成的熱的二氧化硫氣體一部分被瓶內(nèi)的液體吸收,一部分通過上支管進(jìn)入具支試管內(nèi),被其中潮濕的氫氧化鈉固體吸收。
(3)打開氧氣發(fā)生裝置(最好是裝有氧氣的貯氣瓶或2 L的氧氣鋼瓶),純凈的的氧氣由下支管進(jìn)入瓶內(nèi),可見硫在瓶內(nèi)劇烈燃燒起來,產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰。產(chǎn)生的熱的二氧化硫氣體被瓶內(nèi)液體及具支試管內(nèi)的固體充分吸收。
總之,由于此裝置上支管利于排氣,可由此接口連接尾氣處理裝置,而下支管便于進(jìn)氣,能持續(xù)供氣,在某些氣體實驗中可得到巧妙的應(yīng)用。