中学化学实验中常见的尾气处理装置有四种,如图所示。
它们各有不足,图1和图2装置处理尾气常常不完全。因为当气流较大时,肯定会有气体从漏斗边缘或溶液中逸出,从而造成污染;图3是用气囊或塑料袋收集NO、NO、2CO等尾气,但收集满气体后还要再处理,而NO和NO气体通常又不易被完全无害化吸2
收;图4是在空气中点燃尾气CO等可燃性气体,但存在着要注意防爆和长时间点燃酒精灯的问题。针对以上不足,我们研制了新的尾气处理装置,它既保留了上述各处理装置的优点,又弥补了不足,而且应用范围更广。
1、制作方法
将塑料可乐瓶或矿泉水瓶从中部剪断,取上面钟罩形部分,浸在盛有水或其它吸收剂溶液的烧杯中,顶口配一只带导管的橡皮塞,有下列图5、图6、图7三种形式。
2、应用范围
三种装置可以处理多种尾气或因反应剧烈而猛烈喷发的有毒物质。如图5装置里盛适量的水可以吸收HCl、NH等尾气,它比图1装置效果好。图6装置盛NaOH溶液吸收3
Cl、SO、HS等,保证无尾气逸出。图7装置处理CO等气体比图4装置更加安全可靠。 222
3、具体实例
3.1 制NO和NO时尾气的处理装置如图8所示,铜与浓硝酸或稀硝酸反应,可观察2
到试管内充满红棕的NO或无的NO气体,气体进入和图6装置一样的装置内,钟罩2
上浮。
反应停止后,打开止水夹,用洗耳球从橡皮管先鼓入少量空气,观察试管内气体颜的变化。(若试管内原为无的NO气体,则立即变为红棕)。然后鼓入足量空气,将试管内的NO或NO全部排入钟罩内,继续通入适量的空气进入钟罩以氧化NO或NO,22使之全部溶解于水生成硝酸。若烧杯中放入NaOH稀溶液,则吸收效果更好。
3.2 制Cl时尾气的处理 2汽车尾气处理装置图
有毒,其制备和性质实验较易造成环境污染,实验完毕后拆开装置和清洗仪器时,装置内残余也极易伤害洗涤操作人员并污染环境。而利用该处理装置对实验进行改进,能有效地解决这些问题。
图9为改进后的实验室制取的装置图。在检查装置的气密性并按要求加好药品后,a夹子夹紧,b夹子松开。加热反应物并收集生成的。集满一瓶后,将a夹子松开,b夹子关闭,这样Cl进入和图7一样的尾气处理装置,来吸收放出的Cl。22更换集气瓶后,松开b夹子,再收集一瓶。这样操作可克服在换瓶过程中的逸出。
收集完Cl后装置内残存的气体,可以通过分液漏斗向反应器中鼓入空气,将Cl22等有毒气体全部排入尾气处理装置中(要求尾气处理装置的钟罩足够大)。也可以通过分液漏斗加入NaCO稀溶液,让NaCO与容器内残存的酸液反应,产生CO以排出Cl等有232322毒气体,从而被NaOH稀溶液吸收。还可以通过分液漏斗加入适当浓度的NaOH溶液,吸收反应器内残存的有毒气体,同时,碱溶液会与反应器内过量的酸溶液中和。这样处理之后,再拆开装置并清洗仪器,就不会造成污染。
3.3 因反应剧烈而猛烈喷发有毒物质的处理
硫、磷、钠、铁丝、铜丝、氢气、乙炔、蜡烛等在中燃烧;硫、磷、硫化氢等在氧气中燃烧;硫粉与铁粉混合加热,蔗糖与浓硫酸的反应等。通常都会喷出有毒气体或烟雾,由于这类气体或烟雾是猛烈、快速地排出,所以,用常见的尾气处理方法难以对之进行吸收,而用半截饮料瓶制作的图6、图7来处理尾气,则能取得明显的效果。典型的实验装置图如下:
图10中的装置是由250毫升吸滤瓶与尾气处理装置连接而成,尾气处理装置中盛有适量的NaOH稀溶液或水,吸滤瓶中的气体为或氧气,可用向上排空气法收集。实验时,取下带橡皮塞的燃烧匙,放入少量固体可燃物,在空气中点燃后伸入盛Cl或2O的吸滤瓶中,打开止水夹迅速塞紧橡皮塞,可看到反应物在吸滤瓶中继续燃烧,而尾2
气被封存在装置系统之内,最终溶解于吸收剂溶液。该封闭系统的另一个优点是,系统内的压强始终接近常压,橡皮塞不会被冲开,也不会被吸入瓶中。
如果用一只弯的尖嘴玻璃管(如图10所示)代替燃烧匙,则可以做气体物质燃烧的实验。例如,通入H、CH、HS等,在空气中点燃后伸入盛的吸滤瓶中,同时打开2222
止水夹塞紧橡皮塞,可看到它们继续燃烧,反应混合物(包括生成的HCl和尚未反应的
等)排入钟罩内,在钟罩上部空间里可看到氯化氢与水蒸气形成的白雾。 Cl2
图11装置是由250毫升锥形瓶与尾气处理装置连接而成,用于做蔗糖与浓硫酸反应的实验。
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