[发明专利]一种钠与水反应定量实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种中学化学实验仪器，具体地说是一种钠与水反应定量实验装置。

背景技术

金属钠是一种活泼金属，极易发生反应。钠与水的反应是其一项重要化学性质，是中学化学一个经典实验，也是一个难点实验。教材中是将金属钠直接放入水中，在敞口容器中实验，虽然可以直接观察到反应的现象，但是容易引起钠的燃烧等复杂的副反应，发生液体或钠的飞溅，造成一定的危险；另外，钠块四处游动，不容易收集反应生成的气体进行产物的检验。中国专利201520649221.1、201520611479.2、201520352785.9、201520289681.8、201420219783.8等分别从不同角度对上述实验进行了改进，设计了结构不同的半密闭实验装置，能够使钠在隔绝空气的条件下和水反应，并能直接收集生成的气体进行检验。中国专利201520025026.1设置有金属钠推进器，简化了钠的取用的实验操作，但是仍然无法准确确定金属钠的量。在钠的量没有确定的条件下实验，无法估计生成氢气的体积，装置内的水可能溢出，给实验造成不必要的麻烦。在上述装置中，为了测定生成气体的体积，需要大量的水；本实验中实际上和金属钠反应的水很少，水的量大大过量，造成浪费。总之，以上难点问题没有得到解决，仍然需要进一步改进，使一定量的金属钠在隔绝空气条件下和适量水反应，同时测定生成气体的体积和化学反应速率。

发明内容

本技术发明的目的是提供一种操作简单，安全可靠，节约药品，绿色环保，性能稳定的钠与水反应定量实验装置，可以使一定量的金属钠在隔绝空气条件下和适量水反应，同时测定生成气体的体积和化学反应速率。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

本发明涉及一种中学化学实验仪器，具体地说是一种钠与水反应定量实验装置，包括钠管、塞子、反应测量管、指示管、连接管、导管、开关、控制器、分液器、支架。

前述的钠管，包括活塞和刻度管，刻度管设置有刻度线和密封盖，壁薄，透明，可以用于准确地定量取用金属钠。

前述的反应测量管，设置有刻度线和导管，通过连接管和指示管连接，盛放水和指示液，用于在隔绝空气条件下钠和水反应，收集反应生成的气体并测量其体积。

前述的指示管，设置有刻度线和导管，通过连接管和反应测量管连接，反应开始后，反应测量管中的指示液被压入指示管中，用于收集指示液，测量生成氢气的体积。

前述的连接管，设置有开关和分液器，用于连接反应测量管和指示管，实验结束后，装置内剩余的废液和指示液通过分液器分离。

前述的支架，包括底板、支杆和夹子，用于固定反应测量管、指示管等实验仪器。

实验时，检查装置的气密性，如图所示组装连接固定仪器。在钠管中取用一定量的金属钠，插入到塞子上设置的孔内，塞子上的另外一个孔内插入带控制器的导管。在反应测量管中加入适量指示液，至指示管最低刻度线时，关闭连接管的开关，继续在反应测量管中加入指示液和少量水(指示液和水互不相溶且水密度较小，指示液在下层)，使水面达到○刻度线位置，用带有钠管和导管的塞子塞紧反应测量管的管口，塞子下端刚好达到液面位置，排除空气。打开连接管上设置的开关，推出钠管中的金属钠，钠在完全密闭环境中开始和水反应，液面下降；生成的氢气直接收集在反应测量管中，指示液被压入指示管中，显示氢气体积。反应结束后，打开导管控制器，将氢气排出，点燃，检验氢气。实验结束，打开塞子，滴入酚酞溶液，溶液变红色。打开连接管下端设置的分液器，放出指示液。剩余的废液中加入适量稀盐酸中和，褪至无色呈中性后排放。

实验时，拍摄录像，记录实验过程。在播放实验视频过程中，记录氢气体积随时间的变化，测定化学反应速率。

本技术发明较全面地解决了钠与水实验教学的难题，实现了以上发明目标。利用该实验装置，可以准确地定量取用金属钠，并且能够使钠在完全隔绝空气的条件下与适量水反应，杜绝了副反应的发生；能够直接收集氢气并测量其体积，通过测定其体积随时间的变化，还能测定钠与水反应的化学反应速率；本实验中，只需要很少量的水，大量减少了水的用量，指示液可以反复循环利用，降低了废液处理难度。具有操作简单，安全可靠，节约药品，绿色环保，性能稳定的优点，适用于钠与水反应及原理相似的多个实验探究活动，方便了实验教学，适宜学生独立实验操作。

附图说明

图1是本发明一种钠与水反应定量实验装置的结构。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

1.定量取用金属钠