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基于多功能瓶在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的研究論文
多功能瓶是一個(gè)由導(dǎo)管、膠塞、集氣瓶組成的裝置。因用途廣、使用方便被稱為多功能瓶。多功能瓶是一種常用的實(shí)驗(yàn)儀器，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛，可用于收集氣體、檢驗(yàn)氣體、觀察氣體輸出快慢，也可發(fā)揮洗氣瓶的作用。通常包括一個(gè)長導(dǎo)管，一個(gè)短導(dǎo)管，也可能是兩個(gè)長導(dǎo)管或兩個(gè)短導(dǎo)管。(圖1)在初中階段我們常見的是中間這種一長一短樣式的多功能瓶。
利用多功能瓶來替代常規(guī)傳統(tǒng)的收集氣體的方法，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的效果，又能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的操作動(dòng)手能力。下面對(duì)多功能瓶在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用案例進(jìn)行歸納總結(jié)，希望對(duì)初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有所啟發(fā)。
一、收集氣體
根據(jù)氣體的密度及氣體的溶解性，可以用多功能瓶來收集氣體。
注意：此收集方法不能用來收集有毒氣體.
1.排空氣法(圖2)
氣體從a端進(jìn)入，空氣從b端被排出，此法適合于密度大于空氣的氣體，如CO2 、O2等;氣體從b端進(jìn)入，空氣從a端被排出;此法適合于密度小于空氣的氣體，如NH3、H2等。
2.排水法(圖3)
適合于不溶(或不易溶)于水且不與水反應(yīng)的氣體，如H2、O2、CO等，氣體都從b端進(jìn)入，水從a端被排出;
二、洗氣
如果將瓶中的水換成其他不同的溶液，多功能瓶還可用來除去混合氣體中的雜質(zhì)。
1.除去氣體中的水蒸汽(干燥)(圖4)
瓶中裝入干燥劑，如濃硫酸。需要干燥的氣體都從長導(dǎo)管進(jìn)入，從短的導(dǎo)管被排出的即為干燥后的氣體;可以干燥氧氣、氫氣等，但不能干燥氨氣等。
2.除去氣體中的雜質(zhì)(圖4)
瓶中裝入適當(dāng)?shù)娜芤海旌蠚怏w從長端進(jìn)入，使溶液與其中的雜質(zhì)反應(yīng)，純凈的氣體從短端被排出。例如：瓶中裝入氫氧化鈉溶液，可以除去CO和CO2混合氣體中的CO2。
三、檢驗(yàn)氣體
用多功能瓶來檢驗(yàn)或證明某氣體，(圖2)瓶中裝入特定的溶液或藥品，氣體從長端a進(jìn)入，二者反應(yīng)，產(chǎn)生顯著現(xiàn)象，來證明某種氣體的真實(shí)存在。例如，瓶中裝入澄清的石灰水，觀察石灰水是否變渾濁來證明CO2是否存在;瓶中裝入硝酸銀溶液，觀察有白色沉淀生成證明氯化氫氣體是否存在;瓶中裝入白色的無水CuSO4固體，觀察是否變藍(lán)來說明氣體中是否有H2O存在。
四、測(cè)量氣體體積
(圖5)適合于不溶(或不易溶)于水且不與水反應(yīng)的氣體，如H2 、O2、CO等，氣體都從短端進(jìn)入，水從長端被排出直接引入量筒，(忽略導(dǎo)管內(nèi)的水)通過水的體積即為該溫度、壓強(qiáng)下所產(chǎn)生的氣體體積。
五、安全瓶
(圖6)A瓶做安全瓶——防止停止加熱時(shí)B中石灰水直接倒吸入熱的試管，而導(dǎo)致試管炸裂。
六、氣體流量
在實(shí)際生活中，醫(yī)院給病人輸氧氣時(shí)，也利用了類似裝置，并在裝置中盛放大約半瓶蒸餾水。長管連接供氧鋼瓶，氧氣從長端進(jìn)入，短管導(dǎo)管連接病人吸氧導(dǎo)氣管，短導(dǎo)管輸出氧氣供病人使用。醫(yī)生可以通過水中冒出氣泡的多少快慢，來確定是否有氧氣輸出及輸出速率的快慢。
總之，多功能瓶以其強(qiáng)大的功能而備受廣大化學(xué)愛好者所青睞。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中擔(dān)當(dāng)了各種各樣的角色，成為學(xué)生實(shí)驗(yàn)或是家庭實(shí)驗(yàn)中一種重要的實(shí)驗(yàn)儀器或某些實(shí)驗(yàn)儀器的替代品。
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