[发明专利]一套工业制备盐酸的演示装置

说明书

一套工业制备盐酸的演示装置，包括电解单元、合成炉模拟单元及尾气处理单元，电解单元包括U型管、电源、石墨碳棒及密封塞；合成炉模拟单元包括燃烧管、杯形容器及管口密封的三角漏斗，燃烧管包括内管及外管，外管中下部通过导管一与U型管产生氢气的一端相通连接，该导管一上设有活塞开关一，内管下端插设于U型管产生氯气的一端，内管下端部设有活塞开关二，内管上端口位于外管上端口内部，杯形容器设于外管中上部外侧壁，且装有蒸馏水，管口密封的三角漏斗倒扣在杯形容器上并将外管管口罩住。本发明演示装置，可形象生动地为学生演示工业盐酸制备过程，并可演示氯碱工业电解饱和食盐水的过程及对产物进行验证，加深了学生对于氯碱工业的理解。

技术领域

本发明涉及一种化学实验演示装置，更为具体地说是指一套工业制备盐酸的演示装置。

背景技术

盐酸是重要的工业原料，其生产原料氢气和氯气来自氯碱工业产品。目前，工业盐酸生产一般采用石墨三合一合成炉法。三合一炉主要生产流程为：氢气经缓冲罐和阻火器，通过止逆阀与经过氯气缓冲罐的氯气在灯头处汇合进入合成炉燃烧，生成氯化氢气体。氯化氢气体在炉内被稀酸吸收，生成合格浓度的盐酸，未被吸收的气体进入尾气回收塔，用纯水喷淋吸收，形成稀酸进人合成炉内作吸收液。

然而，中学化学在介绍几种重要的工业用酸的生产工艺时，重点介绍的是硫酸和硝酸，盐酸的生产却一笔带过。如苏教版化学1在介绍氯气的化学性质时仅用一行字“氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢气体溶于水后得到盐酸。”这不仅无法让教师为学生演示氯碱工业电解饱和食盐水的过程及产物的验证，还无法演示工业制备盐酸的过程。如果有盐酸工业制法的演示装置，既可介绍氢气在氯气中燃烧出现苍白色火焰等特殊的反应现象，又可以引导学生认识氢气氯气燃烧过程中可能引起爆炸等安全事故是如何避免的、反应生成的氯化氢气体是如何收集的、过量的氢气或者氯气是如何处理的。在教会学生科学知识的同时，有利于培养学生正确的实验观、科学本质观、化学价值观等核心观念。因此，提供一套工业制备盐酸的演示装置是非常有必要的。

发明内容

本发明提供一套工业制备盐酸的演示装置，以解决现有演示装置无法为学生演示工业制备盐酸的过程等缺点。

本发明采用如下技术方案：

一套工业制备盐酸的演示装置，包括电解单元、合成炉模拟单元以及尾气处理单元，其中，所述电解单元包括U型管、电源、石墨碳棒以及密封塞，U型管内装满饱和食盐水，U型管的两端分别设一个所述密封塞，该U型管两端还分别设有一穿过密封塞与饱和食盐水接触的所述石墨碳棒，两个石墨碳棒分别与电源的正极、负极对应连接，连接电源正极的石墨碳棒周边产生氯气，连接电源负极的石墨碳棒周边产生氢气；所述合成炉模拟单元包括燃烧管、杯形容器以及管口密封的三角漏斗，所述燃烧管包括内管及外管，外管中下部通过导管一与U型管产生氢气的一端相通连接，该导管一上设有活塞开关一，内管下端插设于U型管产生氯气的一端，内管下端部设有活塞开关二，内管上端口位于外管上端口内部，所述杯形容器设于外管中上部外侧壁上，该杯形容器中装有蒸馏水，管口密封的三角漏斗倒扣在所述杯形容器上并将所述外管管口罩住。

进一步地，所述U型管产生氢气的一端还插有一三角漏斗，用于暂存被氯气及氢气压出的溶液。

进一步地，所述尾气处理单元包括装有肥皂水的烧杯一和装有氢氧化钠溶液的烧杯二，其中，U型管产生氢气的一端通过支管一伸入至所述烧杯一的肥皂水内，该支管一上设有活塞开关三，U型管产生氯气的一端通过支管二伸入至所述烧杯二的氢氧化钠溶液内，该支管二上设有活塞开关四。

进一步地，所述外管的底部还设有导管二，该导管二上设有活塞开关五，优选地，该导管二的末端伸入至上述烧杯二内，不与氢氧化钠溶液接触。

优选地，所述密封塞为橡皮塞。

优选地，所述饱和食盐水采用热的饱和食盐水，具体温度为30～50℃。

优选地，所述电源采用直流电源，电压控制在8～16V。