本實用新型涉及一種帶反應(yīng)廢物處理結(jié)構(gòu)的銅與硝酸反應(yīng)演示裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中銅與硝酸反應(yīng)演示裝置（如圖3）主要部分包括長頸漏斗11、帶孔橡皮塞12、具支試管13、導(dǎo)氣管14、水槽15和集氣瓶16，按照圖3所示連接。演示時首先將銅片置于具支試管的底部，打開長頸漏斗的活塞，將長頸漏斗中的濃硝酸或者稀硝酸滴入具支試管中與銅片進行反應(yīng)。使用濃硝酸時，試管中可見液體顏色變藍綠（Cu(NO₃)₂與部分溶解的NO₂），并生成紅棕色氣體（NO₂），NO₂經(jīng)導(dǎo)氣管導(dǎo)入充滿水的水槽與倒扣的集氣瓶，瓶底收集得到無色氣體（NO）。使用稀硝酸時，試管中可見液體顏色變藍（Cu(NO₃)₂并生成無色氣體NO），NO經(jīng)導(dǎo)氣管導(dǎo)入充滿水的水槽與倒扣的集氣瓶，瓶底收集得到無色氣體（NO）?，F(xiàn)有技術(shù)方案存在兩處主要的技術(shù)缺陷：第一、該裝置應(yīng)用部件較多，實驗準(zhǔn)備較為繁雜。第二、該裝置進行演示時反應(yīng)進程難以控制，往往需要等待酸液或者銅片反應(yīng)完全，同時還會造成藥品的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便的帶反應(yīng)廢物處理結(jié)構(gòu)的銅與硝酸反應(yīng)演示裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是：一種帶反應(yīng)廢物處理結(jié)構(gòu)的銅與硝酸反應(yīng)演示裝置，包括具有兩個豎直朝上的試管口的U型試管，所述U型試管的其中一個試管口經(jīng)磨口塞封堵，所述磨口塞連接有與U型試管連通的第一注射器、第二注射器，所述磨口塞中還設(shè)有銅絲定位孔，所述U型試管的另一個試管口設(shè)置有廢物處理裝置，所述U型試管包括U形的試管本體，其中在位于磨口塞側(cè)的試管本體的中上部豎直設(shè)有反應(yīng)觀察腔管體，所述磨口塞封堵于反應(yīng)觀察腔管體的試管口上，在位于廢物處理裝置側(cè)的試管本體的上部設(shè)置有排空管口，試管本體的中下部豎向設(shè)有兩個儲液泡管體，所述廢物處理裝置包括設(shè)置在排空管口外側(cè)的外管，外管內(nèi)填充有堿石灰顆粒層。

進一步的，所述第一注射器與第二注射器分別經(jīng)兩硅膠管與磨口塞連接，所述磨口塞中開設(shè)有利于硅膠管的一端部插入的通孔，所述通孔與U型試管相通，所述通孔對稱分布于磨口塞的中軸線的兩側(cè)。

進一步的，所述銅絲定位孔豎向開設(shè)于磨口塞的中部，所述銅絲定位孔豎向貫穿磨口塞。

進一步的，所述排空管口管徑為試管本體管徑的一半，堿石灰顆粒層上側(cè)面位于排空管口上側(cè)面的下方。

進一步的，所述反應(yīng)觀察腔管體的容積為15mL，每個儲液泡管體的容積為15 mL，所述第一注射器與第二注射器的規(guī)格均為20 mL，所述反應(yīng)觀察腔管體的直徑大于試管本體的直徑，所述儲液泡管體的形狀為圓形，所述儲液泡管體的直徑大于試管本體的直徑。

進一步的，所述U型試管的磨口塞側(cè)的試管口高度大于廢物處理裝置側(cè)的試管口高度。

進一步的，所述U型試管、磨口塞、第一注射器、第二注射器的材質(zhì)為玻璃或者石英材質(zhì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：該帶反應(yīng)廢物處理結(jié)構(gòu)的銅與硝酸反應(yīng)演示裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，可手持操作，無需鐵架臺等笨重的儀器，設(shè)置有廢物處理裝置，可有效去除反應(yīng)實驗中產(chǎn)生的NO₂氣體，綠色環(huán)保，節(jié)省藥品。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型的構(gòu)造示意圖；

圖2為磨口塞的構(gòu)造示意圖；

圖3為現(xiàn)有的銅與硝酸反應(yīng)演示裝置的構(gòu)造示意圖；

圖中：1-U型試管，101-試管本體，102-反應(yīng)觀察腔管體，103-儲液泡管體，104-排空管口，2-磨口塞，3-第一注射器，4-第二注射器，5-銅絲定位孔，6-銅絲，7-硅膠管，8-通孔，9-外管，10-堿石灰顆粒層，11-長頸漏斗，12-帶孔橡皮塞，13-具支試管，14-導(dǎo)氣管，15-水槽，16-集氣瓶。

具體實施方式

為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

如圖1-3所示，一種帶反應(yīng)廢物處理結(jié)構(gòu)的銅與硝酸反應(yīng)演示裝置，包括具有兩個豎直朝上的試管口的U型試管1，所述U型試管1的其中一個試管口經(jīng)磨口塞2封堵，所述磨口塞2連接有與U型試管1連通的第一注射器3、第二注射器4，所述磨口塞2中還設(shè)有銅絲定位孔5，所述U型試管1的另一個試管口設(shè)置有廢物處理裝置，所述U型試管1包括U形的試管本體101，其中在位于磨口塞2側(cè)的試管本體101的中上部豎直設(shè)有反應(yīng)觀察腔管體102，所述磨口塞2封堵于反應(yīng)觀察腔管體102的試管口上，在位于廢物處理裝置側(cè)的試管本體101的上部設(shè)置有排空管口104，試管本體101的中下部豎向設(shè)有兩個儲液泡管體103，所述廢物處理裝置包括設(shè)置在排空管口104外側(cè)的外管9，外管9內(nèi)填充有堿石灰顆粒層10。

在本實施例中，所述第一注射器3與第二注射器4分別經(jīng)兩硅膠管7與磨口塞2連接，所述磨口塞2中開設(shè)有利于硅膠管7的一端部插入的通孔8，所述通孔8與U型試管1相通，所述通孔8對稱分布于磨口塞2的中軸線的兩側(cè)。

在本實施例中，所述銅絲定位孔5豎向開設(shè)于磨口塞2的中部，所述銅絲定位孔5豎向貫穿磨口塞2。

在本實施例中，所述排空管口104管徑為試管本體101管徑的一半，堿石灰顆粒層10上側(cè)面位于排空管口104上側(cè)面的下方。

在本實施例中，所述反應(yīng)觀察腔管體102的容積為15mL，每個儲液泡管體103的容積為15 mL，所述第一注射器3與第二注射器4的規(guī)格均為20 mL，所述反應(yīng)觀察腔管體102的直徑大于試管本體101的直徑，所述儲液泡管體103的形狀為圓形，所述儲液泡管體103的直徑大于試管本體101的直徑。

在本實施例中，所述U型試管1的磨口塞2側(cè)的試管口高度大于廢物處理裝置側(cè)的試管口高度。

在本實施例中，所述U型試管1、磨口塞2、第一注射器3、第二注射器4的材質(zhì)為玻璃或者石英材質(zhì)。

具體實施過程：

步驟一：工作前，首先在豎直放置的U型試管1中加入20mL的15mol/L的濃硝酸（此時管中液面高度不超過下部儲液泡管體103容積的80%），在反應(yīng)觀察腔管體102的試管口上安裝好下端卷成螺旋狀銅絲6的磨口塞，銅絲6插入磨口塞2中的銅絲定位孔5后用玻璃膠固定；

步驟二：工作時，用第一注射器3將U型試管1內(nèi)封存的空氣抽出，此時，銅絲與濃硝酸接觸，迅速反應(yīng)生成大量紅棕色的NO₂氣體；生成的氣體將濃硝酸壓回U型試管1的另一側(cè)，銅絲6與濃硝酸不再接觸，反應(yīng)停止；可觀察到紅棕色氣體的體積在一段時間之后減小，溶液呈綠色（紅棕色的NO₂溶解在濃硝酸中呈黃色，而反應(yīng)生成的Cu(NO₃)₂在溶液中呈藍色，黃色與藍色混合體現(xiàn)為綠色），此步驟可演示濃硝酸與銅的反應(yīng)。

步驟三：接著將第二注射器中的水先注入U型試管1（調(diào)整第二注射器的針頭端朝下，水位于下部，空氣位于上部），可觀察到反應(yīng)觀察腔管體102中氣體由紅棕色變成無色，同時氣體的體積減小；用第一注射器將上述無色氣體抽出，無色氣體與步驟二中抽入的空氣混合，可觀察到第一注射器中無色氣體變?yōu)榧t棕色；此步驟可演示NO₂和H₂O及NO和O₂的反應(yīng)。

同時，注入U型試管1的水（蒸餾水）將濃硝酸稀釋為稀硝酸，溶液液面上升，此時可觀察到銅絲6表面有氣泡生成，一段時間后，反應(yīng)速度加快，生成的無色氣體聚集在反應(yīng)觀察腔管體上端，無色氣體將稀硝酸壓回U型試管1的另一側(cè)，銅絲6與稀硝酸分離，反應(yīng)停止；接著用第二注射器將U型試管中生成的無色氣體抽出，與第二注射器中原有的空氣混合，可觀察到第二注射器中無色氣體變?yōu)榧t棕色（證實無色氣體為NO）；此步驟可演示稀硝酸與銅的反應(yīng)。

步驟四：演示結(jié)束后，取下第一注射器和第二注射器將氣體緩緩注入堿石灰顆粒層10中吸收，由于堿石灰具有吸濕的特性，其顆粒表面吸附的水分能夠有效溶解NO2并實現(xiàn)其與堿石灰之間的中和反應(yīng)從而去除NO2，之后再將U型試管1中的硝酸從內(nèi)管傾出，在排空管口104、外管9之間充分與堿石灰顆粒層10中的堿石灰充分中和，最后一同倒入廢液缸處理。

在本實施例中，堿石灰顆粒便于儲運，無需現(xiàn)場制備，有效期長。堿石灰的中和能力更強，可以通過精確計算稱量出恰好中和酸液所需要的質(zhì)量，經(jīng)濟有效地解決廢液污染的問題。

本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可以得出其他各種形式的帶反應(yīng)廢物處理結(jié)構(gòu)的銅與硝酸反應(yīng)演示裝置。凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。