葛德新
具上下嘴细口瓶是化学实验中不常见的一种化学实验仪器,是在细口瓶的基础上,由专业玻璃工制作而成,在细口瓶的一侧下端及另一侧上端分别加有一个玻璃支管,在化学仪器的网店上也能找到具上下嘴细口瓶(或具上下嘴锥形瓶),其结构相同。虽然这种仪器不常见,但是由于其上下两侧各有一个支管,可作进气和出气使用,这就使得此仪器在一些气体实验中能够发挥特殊作用,收到意想不到的实验效果。
1实例一:完成细铁丝在氧气中燃烧的实验
1.1实验背景
很多教师在做细铁丝在氧气中燃烧的实验时,都是事先准备好贮有氧气的集气瓶,再将系在细铁丝上的火柴点燃后伸入瓶内。但是由于集气瓶的瓶口较大,当伸入燃着的火柴时,瓶内气体受热,体积膨胀,就会有一定量的氧气逸散出去,且燃着的火柴何时伸入瓶内,时机较难掌握。过早伸入,会将瓶内氧气消耗过多,氧气浓度过小,细铁丝不能燃烧,或燃烧时间很短,学生还没仔细观察到现象,燃烧就停止了;过晚伸入,则使火柴燃烧时间过短,细铁丝的温度达不到着火点,从而不能燃烧。并且,瓶内的气体是一定量的,不能随时得到补充,浓度在不断降低,燃烧一段时间后,细铁丝就熄灭了,而若用具上下嘴细口瓶替代集气瓶来完成这个实验,能很好地解决以上这几个难题。
1.2实验装置
实验装置如图1所示。
1.3实验步骤
(1)将连接在具上下嘴细口瓶的上支管及下支管的止气夹夹上,用排水法收集一瓶氧气(预留少量水),瓶口用橡皮塞塞紧。
(2)将下支管的胶皮管与氧气发生装置的出气导管连接(有条件的学校可直接连接上2 L的氧气钢瓶,以便随时出气)。
(3)实验时,先打开上下支管的止气夹,点燃系在细铁丝上的火柴(细铁丝连接的粗铁丝已插入另一个橡皮塞内),再打开原有橡皮塞,迅速插入带有细铁丝的橡皮塞,可见火柴在氧气中剧烈燃烧起来。
(4)接着,打开氧气发生装置(最好是装有氧气的贮气瓶或2 L的氧气钢瓶),纯净的氧气由下支管进入瓶内,可见细铁丝在瓶内持续燃烧,直至整个细铁丝燃烧完。
由于此装置存在上支管利于排气,而下支管便于进气,再连接上氧气发生装置(或氧气瓶),能持续供氧,即使燃着的火柴过早伸入,消耗较多氧气,也能保证实验顺利进行,且实验时间长,学生观察时间充分,实验效果好。
2实例二:完成硫在空气、氧气中燃烧的对比实验
2.1实验背景
很多教师在完成这两个实验时,都是让硫在空气中燃烧一段时间,让学生先观察到微弱的淡蓝色火焰,再伸入贮有氧气的集气瓶内,完成第2个实验。而在完成第1个实验时,已经有一定量的二氧化硫气体逸散到空气中,造成了一定的空气污染。再完成第2个实验时,由于毛玻璃片不能全部挡住集气瓶口,反应放热较多,即使瓶内事先装有少量的水或氢氧化钠溶液,还是有相当一部分反应生成的二氧化硫气体逸散到空气中,教室前几排的学生均能感受到,影响师生的健康,也不利于进行环保教育。而若用具上下嘴细口瓶替代集气瓶则能将两个实验合二为一,能很好地解决气体污染的难题。
2.2实验装置
实验装置如图2所示。
2.3实验步骤
(1)如图2所示,连接装置,瓶内预留少量水或氢氧化钠溶液。
(2)点燃燃烧匙(已连接橡皮塞)内的硫粉,迅速插入具上下嘴细口瓶内,可见硫在空气中燃烧起来,产生微弱的淡蓝色火焰。反应生成的热的二氧化硫气体一部分被瓶内的液体吸收,一部分通过上支管进入具支试管内,被其中潮湿的氢氧化钠固体吸收。
(3)打开氧气发生装置(最好是装有氧气的贮气瓶或2 L的氧气钢瓶),纯净的的氧气由下支管进入瓶内,可见硫在瓶内剧烈燃烧起来,产生明亮的蓝紫色火焰。产生的热的二氧化硫气体被瓶内液体及具支试管内的固体充分吸收。
总之,由于此装置上支管利于排气,可由此接口连接尾气处理装置,而下支管便于进气,能持续供气,在某些气体实验中可得到巧妙的应用。