U型管與化學(xué)實(shí)驗(yàn)

福建省廈門實(shí)驗(yàn)中學(xué)(361000) 鄒 標(biāo)

1 常見的U型管的種類

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的U型管主要有3種形式,如圖1所示。在高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題中,前兩種U型管經(jīng)常出現(xiàn)。

圖1 U型管的種類

2 U型管在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1 作為電解裝置

如圖2所示,利用U型管作為電解飽和食鹽水的裝置。使用U型管可使兩電極平行,不會(huì)因兩電極接觸而短路,氣體產(chǎn)物易分開,易于分別收集,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較容易觀察到。

圖2 電解飽和食鹽水

2.2 作為氣體與固體反應(yīng)器

用圖3中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明過氧化鈉可作供氧劑。A與分液漏斗為氣體發(fā)生裝置,產(chǎn)生CO2氣體；B中為飽和NaHCO3溶液,除去CO2中的HCl氣體；C中為過氧化鈉固體,與CO2氣體反應(yīng)產(chǎn)生O2；D中為NaOH溶液,吸收未反應(yīng)的CO2氣體；F試管中收集產(chǎn)生的O2氣體。把E中的導(dǎo)管移出水面,關(guān)閉分液漏斗活塞,用拇指堵住試管口,取出試管,將帶火星的木條伸入試管口內(nèi),木條復(fù)燃,證明試管中收集的氣體是氧氣。在此使用U型管的作用是便于氣體順利通過,增大氣體與固體的接觸面積,使反應(yīng)更完全。

圖3 探究CO2與Na2O2反應(yīng)

2.3 作為干燥器

如圖4所示,氨與灼熱的氧化銅反應(yīng)得到氮?dú)夂徒饘巽~。A中為產(chǎn)生氨氣的裝置,2NH4Cl＋,B中的U型管內(nèi)裝有堿石灰,用于除去氨氣中的水蒸氣。C裝置中發(fā)生氨氣還原CuO反應(yīng),產(chǎn)生N2,D裝置中冷卻未反應(yīng)完的氨氣和水,E裝置中收集產(chǎn)生的N2。此裝置中,氣體通過U型管中的干燥劑,氣體與固體的接觸面大,能使反應(yīng)比較充分,保證了吸收效果,提高了吸收效率。

圖4 氨氣的制取與性質(zhì)

2.4 尾氣吸收裝置

如圖5所示,球形U型管可以用來設(shè)計(jì)易溶性氣體的吸收裝置,或有害氣體的尾氣吸收裝置。使用此球形U型管吸收尾氣,裝置簡單,操作方便,吸收效果好,還有利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

圖5 吸收尾氣

2.5 作為冷凝裝置

如圖6所示,利用U型管設(shè)計(jì)氣體冷凝裝置,可冷凝SO3氣體、N2O4氣體、“煤的干餾”的餾出物等。將U型管設(shè)計(jì)為冷凝裝置,安裝方便,操作簡單,觀察方便。

圖6 冷凝裝置

2.6 作為制取裝置

如圖7所示,改進(jìn)后的裝置,可以收集并檢驗(yàn)到氫氣。利用U型管和塑料瓶、大頭針等常見的物品,將課本中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),解決了鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣難收集的難題,將定性與定量實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,給學(xué)生以啟迪。

圖7 鈉與水反應(yīng)

3 啟迪與思考

U型管在實(shí)驗(yàn)中的作用有很多,但我們平時(shí)對(duì)它關(guān)注不夠,沒有去挖掘它強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)功能。作為化學(xué)教師,需要開動(dòng)腦筋,與學(xué)生一起去研究、開發(fā)U型管在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,師生一起體驗(yàn)化學(xué)的魅力。