一种化学实验用演示教材

摘要

本方案属于化学用具技术领域，公开了一种化学实验用演示教材。包括注射器、烧杯和溶液盒；所述注射器的尖嘴与烧杯连通；所述烧杯上端密封连接有瓶塞，所述烧杯上设有出气口，所述出气口连接有第一管道，所述溶液盒上设有进气口，所述进气口上连接有第二管道，所述第一管道和第二管道中间连通有透明的气囊，所述气囊内设有第一试纸和第二试纸，所述第一管道与气囊连通处设有用于堵住第一管道的不透气的挡布，所述挡布上端固定在第一管道上，所述挡布下端悬空。本方案通过设置气囊、第一开口、第二开口、杠杆和圆形挡板，使得化学实验中产生的有毒气体能够被吸收不会逸散在空气中给学生老师的身体带来危害。

说明书

技术领域

本方案属于化学用具技术领域，具体涉及一种化学实验用演示教材。

背景技术

化学是一门充满神奇色彩的科学，也是一门以实验为基础的自然科学。实验是学习化学、体验化学和探究化学过程的重要途径。老师经常做课堂演示实验，通过演示实验不仅可以使学生比较容易地接受新知识，还可以了解正确使用仪器及试剂的方法和操作过程，以便日后独立进行实验时能使用或容易学会使用这些仪器和试剂并进行正确的实验操作。老师在课堂进行演示实验时，有的化学物质会对环境造成污染，产生的有些有毒气体会逸散出来，比如铜片和浓硫酸的反应产生的二氧化硫气体逸散则会对学生老师的身体带来危害。

申请号为CN201520588768.5的专利公开了一种化学有毒气体演示实验装置，内管插入外管内且在所述的外管的管口与所述的内管之间设有第一密封塞，所述的内管的中部设有通向所述的外管的小孔，所述的内管的管口设有第二密封塞，一个注射器的尖嘴穿过所述的第二密封塞进入所述的内管内，导管的一端穿过所述的第一密封塞插入到所述的外管中，所述的导管的另一端连接有气球。

该方案先将化学实验产生的有毒气体二氧化硫暂存于气球中，然后用氢氧化钠吸收掉，但是由于二氧化硫的密度比空气大，因此二氧化硫位于空气上方，而氢氧化钠位于二氧化硫下方，因此用氢氧化钠只能吸收一部分二氧化硫，如果用手将气球内的二氧化硫挤出，在气球发生爆炸的情况下，会使得二氧化硫散于空气中，对课堂上的老师和学生的身体带来危害。

发明内容

本方案提供一种化学实验用演示教材，以解决化学实验中铜片和浓硫酸的反应产生的二氧化硫不能够被吸收的问题。

为了达到上述目的，本方案提供一种化学实验用演示教材，包括注射器、烧杯和溶液盒；所述注射器的尖嘴与烧杯连通；所述烧杯上端密封连接有瓶塞，所述烧杯上设有出气口，所述出气口连接有第一管道，所述溶液盒上设有进气口，所述进气口上连接有第二管道，所述第一管道和第二管道中间连通有透明的气囊，所述气囊内设有第一试纸和第二试纸，所述第一管道与气囊连通处设有用于堵住第一管道的不透气的挡布，所述挡布上端固定在第一管道上，所述挡布下端悬空，且所述挡布下端设有重力条；所述第二管道为柔性管道；

还包括机架、撑起机构和锁紧机构，所述撑起机构包括横条、撑杆和杠杆；所述横条设在机架上，所述杠杆铰接在机架上，所述杠杆上设有用于将第二管道压住的挡板，所述横条内滑动设有用于将杠杆顶起的撑杆；所述撑杆与气囊相配合；所述锁紧机构包括竖杆和摆动杆，所述竖杆固定在机架上，所述竖杆与摆动杆相铰接，所述竖杆与摆动杆之间设有弹簧，所述摆动杆与挡板相配合；

所述注射器内设有浓硫酸，所述烧杯内设有铜片，所述溶液盒内设有氢氧化钠，所述第一试纸上设有蓝色石蕊溶液，所述第二试纸上设有品红溶液，所述机架上设有用于给烧杯加热的酒精灯，所述溶液盒设在机架上。

本方案的原理：首先将杠杆的挡板压在第二管道上，使得溶液盒的进气口呈关闭状态，然后将注射器内的浓硫酸通过尖嘴注入到烧杯中，点燃酒精灯给烧杯加热，使得浓硫酸和铜片反应，然后浓硫酸和铜片反应产生的二氧化硫气体通过烧杯的出气口进入到第一管道中，因为二氧化硫气流的作用力将挡布下端吹起，使得挡布呈倾斜状态，使得烧杯的出气口被打开，二氧化硫气体进入气囊内，然后气囊和烧杯形成一个密封空间，气囊在气体的作用下逐渐鼓起，停留在气囊中的二氧化硫气体与第一试纸上的蓝色石蕊和第二试纸上的品红溶液反应，使得蓝色石蕊试纸变红，滴有品红的试纸褪色。

气囊在气体的作用下越来越大，此时注射器不移动，然后气囊将撑杆往上顶，使得撑杆将杠杆往上顶，第二管道不受压缩，使得溶液盒的进气口被打开，气囊内的二氧化硫气体通过第二管道进入到溶液盒内与氢氧化钠反应，杠杆的挡板在撑杆的作用力下往上移动，然后与摆动杆接触，并将摆动杆朝竖杆方向挤，使得弹簧被压缩，然后挡板继续往上移动至摆动杆上方，此时挡板不与摆动杆接触，弹簧恢复形变，使摆动杆恢复至初始位置。

当浓硫酸和铜片反应完毕后，不再产生二氧化硫气体，挡布不受气体的吹动力，在重力条的作用下，挡布垂直并将烧杯的出气口堵住，使得气囊内的二氧化硫气体不能回流至烧杯中，然后气囊内的二氧化硫气体被溶液盒中的氢氧化钠逐渐吸收，气囊逐渐变小，此时撑杆不受力，逐渐往下移动，挡板也往下移动，然后挡板下移过程中被摆动杆卡住，使得挡板不能恢复至初始位置。然后气囊内的气体在气囊自身作用力的全部被挤出溶液盒中与氢氧化钠反应。看到气囊逐渐变小时熄灭酒精灯

在反应过程中，学生可以透过烧杯看到铜片溶解，烧杯中的溶液变蓝色；可通过透明气囊看到湿润蓝色石蕊试纸变红，滴有品红的试纸褪色。可从气囊鼓起后又压瘪可以看出二氧化硫气体被氢氧化钠溶液吸收。

当化学实验演示完毕，通过注射器将烧杯里面的二氧化硫残余气体吸至注射器内，然后通入氢氧化钠溶液中，使得残余的二氧化硫气体也被氢氧化钠溶液吸收。

本方案的有益效果：

1、通过设置气囊、第一管道、第二管道、撑起机构和锁紧机构，使得化学实验中产生的有毒气体能够被吸收不会逸散在空气中给学生老师的身体带来危害。

2、通过观察气囊的变化可知二氧化硫的产生或者不产生，并在二氧化硫不产生时关闭酒精灯，节约能源；

3、通过蓝色石蕊试纸变红和品红滤纸褪色来证明二氧化硫的特性，直观感受可给学生带来更深刻的印象。

4、设置注射器除了可以向烧杯中添加浓硫酸外，还可以在实验演示完成后，通过注射器将烧杯里面的残余气体吸出来通入氢氧化钠溶液中，使得残余的二氧化硫气体也被氢氧化钠溶液吸收，有毒气体吸收更完全。

进一步，所述烧杯上设有进口，所述进口上设有橡胶塞，所述注射器通过橡胶塞与烧杯连通。将注射器从烧杯上取下时更方便，同时注射器通过橡胶塞与烧杯连通使得烧杯的密封性更好。

进一步，所述烧杯的出气口位于烧杯上端，因为浓硫酸与铜片反应产生的二氧化硫气体密度比空气大，因此二氧化硫气体会位于烧杯上端，将出气口设在烧杯上端可使得二氧化硫气体被吸收得更加完全。

进一步，所述烧杯内转动设有动力杆，所述动力杆下端设有搅拌杆，所述动力杆上端设有扇叶，所述扇叶与注射器的尖嘴相适配。当注射器的尖嘴喷出液体时，液体冲击在扇叶上，使得扇叶转动，扇叶转动带动动力杆转动，动力杆转动带动搅拌杆转动，使得烧杯的铜片和浓硫酸反应更充分。

进一步，所述第一试纸和第二试纸以可拆卸的方式设置在气囊内。当需要进行其他化学实验时，可将第一试纸和第二试纸更换为滴有其他试剂的试纸，方便观察其他气体的特性。

进一步，所述机架上以可拆卸的方式设有化学用品专用的垃圾桶。当化学实验演示完毕，可将演示过的化学试剂倒入垃圾桶中，然后进行专门的处理，使得化学实验后的试剂不会污染环境，然后将专用垃圾桶进行清洗后再安装在机架上方便下次使用。

进一步，所述机架上设有手套，当老师需要操作实验仪器时，可带上手套，避免在操作中某些溶液喷溅在手上，对手造成伤害。

附图说明

图1为本发明实施例的第二管道被压住的结构示意图。

图2为本发明实施例的第二管道被打开的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、注射器2、烧杯3、瓶塞4、第一管道5、第二管道6、气囊7、第一试纸8、第二试纸9、溶液盒10、挡布11、重力条12、弹簧13、横条14、撑杆15、杠杆16、挡板17、竖杆18、摆动杆19、酒精灯20、橡胶塞21、动力杆22、搅拌杆23、扇叶24、垃圾桶25、手套26。

实施例基本如附图1-2所示：

一种化学实验用演示教材，包括注射器2、烧杯3和溶液盒10；烧杯3上设有进口，进口上设有橡胶塞21，注射器2通过橡胶塞21与烧杯3连通。将注射器2从烧杯3上取下时更方便，同时注射器2通过橡胶塞21与烧杯3连通使得烧杯3的密封性更好。

烧杯3内转动设有动力杆22，动力杆22下端设有搅拌杆23，动力杆22上端设有扇叶24，扇叶24与注射器2的尖嘴相适配。当注射器2的尖嘴喷出液体时，液体冲击在扇叶24上，使得扇叶24转动，扇叶24转动带动动力杆22转动，动力杆22转动带动搅拌杆23转动，使得烧杯3的铜片和浓硫酸反应更充分。

烧杯3上端密封连接有瓶塞4，可以打开瓶塞4将铜片加入烧杯3内，然后再将瓶塞4与烧杯3密封。

烧杯3上设有出气口，烧杯3的出气口位于烧杯3上端，因为浓硫酸与铜片反应产生的二氧化硫气体密度比空气大，因此二氧化硫气体会位于烧杯3上端，将出气口设在烧杯3上端可使得二氧化硫气体被吸收得更加完全。

出气口连接有第一管道5，烧杯3内的化学物质之间相互反应产生的气体通过烧杯3的出气口导出，然后从出气口进入管道内。

溶液盒10上设有进气口，进气口上连接有第二管道6，第一管道5和第二管道6中间连通有透明的气囊7，气囊7内设有第一试纸8和第二试纸9，

当需要进行其他化学实验时，也可将第一试纸8和第二试纸9更换为滴有其他试剂的试纸，方便观察其他气体的特性。

第一管道5与气囊7连通处设有用于堵住第一管道5的不透气的挡布11，挡布11上端固定在第一管道5上，所述挡布11下端悬空，且挡布11下端设有重力条12；当烧杯3中产生气体时，气体从烧杯3的出气口进入第一管道5内，然后气流的作用力将挡布11下端吹起，使得挡布11呈倾斜状态，使得烧杯3的出气口被打开，使得气体能够进入气囊7内。当烧杯3中不产生气体时，挡布11不受气体的吹动力，在重力条12的作用下，挡布11垂直并将烧杯3的出气口堵住，使得气囊7内的气体不能回流至烧杯3中。

还包括机架1、撑起机构和锁紧机构，撑起机构包括横条14、撑杆15和杠杆16；横条14设在机架1上，杠杆16铰接在机架1上，杠杆16上设有用于将第二管道6压住的挡板17，横条14内滑动设有用于将杠杆16顶起的撑杆15；撑杆15与气囊7相配合；第二管道6为柔性管道。

当实验未开始时，将杠杆16的挡板17压在第二管道6上，使得溶液盒10的进气口呈关闭状态，使得气囊7和烧杯3形成一个密封空间。当有气体进入气囊7后 ，气囊7在气体的作用下越来越大，此时注射器2不移动，然后气囊7将撑杆15往上顶，使得撑杆15将杠杆16往上顶，第二管道6不受压缩，使得溶液盒10的进气口被打开，气囊7内的气体通过第二管道6进入到溶液盒10内与溶液反应。杠杆16的挡板17在撑杆15的作用力下往上移动，然后与摆动杆19接触，并将摆动杆19朝竖杆18方向挤，使得弹簧13被压缩，然后挡板17继续往上移动至摆动杆19上方，此时挡板17不与摆动杆19接触，弹簧13恢复形变，使摆动杆19恢复至初始位置。当烧杯3中不产生气体时，然后气囊7内的气体被溶液盒10中的溶液逐渐吸收，气囊7逐渐变小，此时撑杆15不受力，逐渐往下移动，挡板17也往下移动，然后挡板17下移过程中被摆动杆19卡住，使得挡板17不能恢复至初始位置。然后气囊7内的气体在气囊7自身作用力的全部被挤出溶液盒10中与溶液反应。

注射器2内设有浓硫酸，烧杯3内设有铜片，溶液盒10内设有氢氧化钠，第一试纸8上设有蓝色石蕊溶液，第二试纸9上设有品红溶液，机架1上设有用于给烧杯3加热的酒精灯20，溶液盒10设在机架1上，机架1上设有手套26。

当老师需要操作实验仪器时，可带上手套26，避免在操作中某些溶液喷溅在手上，对手造成伤害。实验的过程中，学生可以透过烧杯3看到铜片溶解，烧杯3中的溶液变蓝色；可通过透明气囊7看到湿润蓝色石蕊试纸变红，滴有品红的试纸褪色。可从气囊7鼓起后又压瘪可以看出二氧化硫气体被氢氧化钠溶液吸收。

机架1上以可拆卸的方式设有化学用品专用的垃圾桶25。当化学实验演示完毕，可将演示过的化学试剂倒入垃圾桶25中，然后进行专门的处理，使得化学实验后的试剂不会污染环境，然后将专用垃圾桶25进行清洗后再安装在机架1上方便下次使用。

具体操作：

首先老师带上手套26进行实验演示，然后将烧杯3的瓶塞4打开，将铜片放在烧杯3中，然后将瓶塞4与烧杯3密封，同时在溶液盒10中放入氢氧化钠溶液，用注射器2从浓硫酸的存放瓶中吸入浓硫酸，然后将吸满浓硫酸的注射器2安装在烧杯3的橡胶塞21内。

然后将杠杆16的挡板17压在第二管道6上，使得溶液盒10的进气口呈关闭状态。然后将注射器2内的浓硫酸通过尖嘴注入到烧杯3中，当注射器2的尖嘴喷出浓硫酸液体时，液体冲击在扇叶24上，使得扇叶24转动，扇叶24转动带动动力杆22转动，动力杆22转动带动搅拌杆23转动，使得烧杯3的铜片和浓硫酸反应更充分。

然后点燃酒精灯20给烧杯3加热，使得浓硫酸和铜片反应，然后浓硫酸和铜片反应产生的二氧化硫气体通过烧杯3的出气口进入到第一管道5中，因为二氧化硫气流的作用力将挡布11下端吹起，使得挡布11呈倾斜状态，使得烧杯3的出气口被打开，二氧化硫气体进入气囊7内，然后气囊7和烧杯3形成一个密封空间，气囊7在气体的作用下逐渐鼓起，停留在气囊7中的二氧化硫气体与第一试纸8上的蓝色石蕊和第二试纸9上的品红溶液反应，使得蓝色石蕊试纸变红，滴有品红的试纸褪色。

气囊7在气体的作用下越来越大，此时注射器2不移动，然后气囊7将撑杆15往上顶，使得撑杆15将杠杆16往上顶，第二管道6不受压缩，使得溶液盒10的进气口被打开，气囊7内的二氧化硫气体通过第二管道6进入到溶液盒10内与氢氧化钠反应。杠杆16的挡板17在撑杆15的作用力下往上移动，然后与摆动杆19接触，并将摆动杆19朝竖杆18方向挤，使得弹簧13被压缩，然后挡板17继续往上移动至摆动杆19上方，此时挡板17不与摆动杆19接触，弹簧13恢复形变，使摆动杆19恢复至初始位置。

当浓硫酸和铜片反应完毕后，不再产生二氧化硫气体，挡布11不受气体的吹动力，在重力条12的作用下，挡布11垂直并将烧杯3的出气口堵住，使得气囊7内的二氧化硫气体不能回流至烧杯3中，然后气囊7内的二氧化硫气体被溶液盒10中的氢氧化钠逐渐吸收，气囊7逐渐变小，此时撑杆15不受力，逐渐往下移动，挡板17也往下移动，然后挡板17下移过程中被摆动杆19卡住，使得挡板17不能恢复至初始位置。然后气囊7内的气体在气囊7自身作用力的全部被挤出溶液盒10中与氢氧化钠反应，看到气囊7逐渐变小时熄灭酒精灯20。

老师和学生们可通过透明的气囊7清楚的看到二氧化硫气体进入气囊7中使得湿润蓝色石蕊试纸变红，使得滴有品红的试纸褪色，便于分析二氧化硫的特性。可从气囊7鼓起后又压瘪可以看出二氧化硫气体被氢氧化钠溶液吸收。

当化学实验演示完毕，通过注射器2将烧杯3里面的二氧化硫残余气体吸至注射器2内，然后通入氢氧化钠溶液中，使得残余的二氧化硫气体也被氢氧化钠溶液吸收掉。

再将演示过的化学试剂倒入垃圾桶25中，然后进行专门的处理，使得化学实验后的试剂不会污染环境，然后将专用垃圾桶25进行清洗后再安装在机架1上方便下次使用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。