一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置，它由一氧化碳产生器、氧化铁反应器、铁粉检验器、二氧化碳检验器和尾气收集器串联构成。本实用新型专利技术依靠该一体化的实验装置实现一氧化碳还原氧化铁的实验，操作简单，现象明显，安全，环保，成功率为百分之百。

An integrated experimental device for the reduction of iron oxide by carbon monoxide

【技术实现步骤摘要】
一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置
本技术涉及实验装置，具体涉及一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置。
技术介绍
一氧化碳还原氧化铁实验是现行人教版、沪教版、湘教版、粤教版、鲁教版五个九年级化学教材版本中均安排的演示实验，也是初中阶段固体和气体在高温条件下反应的唯一实验（因为氢气还原氧化铜实验在初中阶段已经不作要求），用于理解工业上高炉炼铁原理的基础性实验，所以这个实验也是全国各地市中考中几乎必考的一个实验，因此一线的初中化学教师都非常重视这个实验；但是苦于一氧化碳有毒，容易爆炸，且存储和使用不便，实验过程中不知道何时将装置内空气排尽，反应所需的温度是高温，需要使用酒精喷灯作为热源，而且很多化学教师害怕使用酒精喷灯等困难，导致很多化学老师采用看视频、动画模拟、讲实验的方式代替演示实验；化学实验是科学探究的重要组成部分，实验教学可以帮助学生理解概念和原理，增强学习动机和兴趣，培养动手技能和问题解决能力，培养学生科学思维习惯，理解科学的本质，视频和模拟实验达不到以上目的。
技术实现思路
本技术的目的是：设计一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置，依靠该一体化的实验装置实现一氧化碳还原氧化铁的实验，安全，环保，成功率为百分之百。本技术的技术解决方案是：该一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置由一氧化碳产生器、氧化铁反应器、铁粉检验器、二氧化碳检验器和尾气收集器串联构成；所述的一氧化碳产生器包括注射器和一号具支试管，一号具支试管安装在铁架台上，一号具支试管的管口安装双孔橡皮塞，双孔橡皮塞上安装二只注射器；所述的氧化铁反应器包括石英球形干燥管和高温酒精灯，石英球形干燥管安装在铁架台上，石英球形干燥管的管口安装单孔橡皮塞，一氧化碳产生器的具支试管的支管插入石英球形干燥管内，石英球形干燥管下方放置高温酒精灯；所述的铁粉检验器包括试管，试管的管口安装单孔橡皮塞，三通管的一端插入试管内，三通管的二端连接石英球形干燥管，三通管上安装止水夹；所述的二氧化碳检验器包括二号具支试管，二号具支试管的管口安装单孔橡皮塞，玻璃管插入二号具支试管内，玻璃管通过乳胶管连接铁粉检验器的三通管的三端；所述的尾气收集器包括储气瓶和集水瓶，储气瓶的瓶底侧壁上设进气口，进气口连通二氧化碳检验器的二号具支试管的支管，储气瓶的瓶口安装单孔橡皮，引水管的一端插入储气瓶内，引水管的另一端引向集水瓶。其中，储气瓶的瓶壁上标注安全线。其中，所述的高温酒精灯包括灯体、灯座、灯管、灯芯和灯罩，灯体上安装灯座，灯座上垂直贯穿式安装若干个灯管，灯管内设置灯芯，灯芯的一端置于灯体内，灯芯的另一端伸出灯管外，灯座上卡装灯罩。其中，高温酒精灯还包括灭火罩，灭火罩卡合在灯罩上。本技术的优点是：（1）一氧化碳发生器采用的是注射器的微型反应体系，药品用量少，反应在封闭体系中完成，符合简约、环保、安全的绿色化实验理念。（2）巧妙的利用磁铁吸引生成的热的铁粉进入稀硫酸里在无氧环境下检验铁粉，既防止生成的热的铁粉接触空气被氧化，又保证铁粉和稀硫酸的反应在无氧条件下进行，生成的硫酸亚铁不会被氧化，能明显看到有气泡冒出，溶液由无色变成浅绿色，从而解决了铁粉和稀硫酸反应很少看到浅绿色溶液的困境。（3）储气瓶安全方便的处理尾气一氧化碳，尤其是一条安全刻度线的设计，定量判断装置内的空气是否排完，准确的找到加热的安全时间点，巧妙地解决何时点燃加热的困惑，安全线是警示，更是实验安全的保障。（4）石英球形干燥管比普通硬质玻璃管更耐高温，更牢固，不易爆裂。（5）高温酒精灯的更易点燃，温度高，使用方便，避免预热酒精喷灯在预热盘里燃烧酒精的危险。（6）一体化的实验装置，在封闭体系中进行实验，操作简单安全，现象明显。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1的一氧化碳产生器的示意图；图3为图1的氧化铁反应器的示意图；图4为图3的高温酒精灯的示意图；图5为图1的铁粉检验器示意图；图6为图1的二氧化碳检验器示意图；图7为图1的尾气收集器示意图。图中：1注射器，2一号具支试管，3石英球形干燥管，4高温酒精灯，5试管，6三通管，7止水夹，8二号具支试管，9玻璃管，10乳胶管，11储气瓶，12集水瓶，13进气口，14引水管，15安全线，16灯体，17灯座，18灯管，19灯芯，20灯罩。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术技术方案。如图1-图7所示，该一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置由一氧化碳产生器、氧化铁反应器、铁粉检验器、二氧化碳检验器和尾气收集器串联构成；所述的一氧化碳产生器包括注射器1和一号具支试管2，一号具支试管2安装在铁架台上，一号具支试管2的管口安装双孔橡皮塞，双孔橡皮塞上安装二只注射器1；所述的氧化铁反应器包括石英球形干燥管3和高温酒精灯4，石英球形干燥管3安装在铁架台上，石英球形干燥管3的管口安装单孔橡皮塞，一氧化碳产生器的一号具支试管2的支管插入石英球形干燥管3内，石英球形干燥管3下方放置高温酒精灯4；所述的铁粉检验器包括试管5，试管5的管口安装单孔橡皮塞，三通管6的一端插入试管5内，三通管6的二端连接石英球形干燥管3，三通管6上安装止水夹7；所述的二氧化碳检验器包括二号具支试管8，二号具支试管8的管口安装单孔橡皮塞，玻璃管9插入二号具支试管8内，玻璃管9通过乳胶管10连接铁粉检验器的三通管6的三端；所述的尾气收集器包括储气瓶11和集水瓶12，储气瓶11的瓶底侧壁上设进气口13，进气口13连通二氧化碳检验器的二号具支试管8的支管，储气瓶11的瓶口安装单孔橡皮，引水管14的一端插入储气瓶11内，引水管14的另一端引向集水瓶12。其中，储气瓶11的瓶壁上标注安全线15。其中，所述的高温酒精灯包括灯体16、灯座17、灯管18、灯芯19和灯罩20，灯体16上安装灯座17，灯座17上垂直贯穿式安装若干个灯管18，灯管18内设置灯芯19，灯芯19的一端置于灯体16内，灯芯19的另一端伸出灯管18外，灯座17上卡装灯罩20。其中，高温酒精灯还包括灭火罩，灭火罩卡合在灯罩20上。实验仪器：注射器2只，具支试管2只，石英球形干燥管一个，高温酒精灯一个，储气瓶一个，配套的双孔橡皮塞，单孔橡皮塞，磁铁，铁架台2个（含铁夹），三通管一个，止水夹一个，乳胶管若干。．实验药品：甲酸，浓氢氧化钠溶液，浓硫酸，氧化铁粉末，稀硫酸，澄清石灰水，水。．实验装置及原理3.1一氧化碳的制取如图2所示，注射器分别盛2毫升分析纯甲酸和6毫升浓氢氧化钠溶液，具支试管里盛有5毫升质量分数为98%的浓硫酸。反应原理：CH2O2浓硫酸H2O+CO↑。浓硫酸盛放在具支试管里，甲酸盛放在注射器里，原因是：浓硫酸的沸点是338℃，远远高于甲酸的沸点100.5℃，先在试管里放浓硫酸，然后逐滴再加入甲酸，两种液体混合反应放出的热量达到45℃～50℃，在不加热的条件下，这个反应就有适宜收集一氧化碳的反应速度，产生大量CO。甲酸和浓硫酸的用量上，体积比为1:5为宜。浓氢氧化钠溶液用于反应结束后，处理多余的甲酸和浓硫酸。一氧化碳和氧化铁反应原理和反应发生器如图3所示，一氧化碳和氧化铁的反应条件需要高温，且红棕色粉末变黑，产物不一定就是铁粉，要持续加热和持续通一氧化碳，因为氧化铁是分步还原的。有关化学反应方程式如下：Fe2O3+COFe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置，其特征是：它由一氧化碳产生器、氧化铁反应器、铁粉检验器、二氧化碳检验器和尾气收集器串联构成；所述的一氧化碳产生器包括注射器（1）和一号具支试管（2），一号具支试管（2）安装在铁架台上，一号具支试管（2）的管口安装双孔橡皮塞，双孔橡皮塞上安装二只注射器（1）；所述的氧化铁反应器包括石英球形干燥管（3）和高温酒精灯（4），石英球形干燥管（3）安装在铁架台上，石英球形干燥管（3）的管口安装单孔橡皮塞，一氧化碳产生器的一号具支试管（2）的支管插入石英球形干燥管（3）内，石英球形干燥管（3）下方放置高温酒精灯（4）；所述的铁粉检验器包括试管（5），试管（5）的管口安装单孔橡皮塞，三通管（6）的一端插入试管（5）内，三通管（6）的二端连接氧化铁反应器的石英球形干燥管，三通管（6）上安装止水夹（7）；所述的二氧化碳检验器包括二号具支试管（8），二号具支试管（8）的管口安装单孔橡皮塞，玻璃管（9）插入二号具支试管（8）内，玻璃管（9）通过乳胶管（10）连接铁粉检验器的三通管的三端；所述的尾气收集器包括储气瓶（11）和集水瓶（12），储气瓶（11）的瓶底侧壁上设进气口（13），进气口（13）连通二氧化碳检验器的二号具支试管的支管，储气瓶（11）的瓶口安装单孔橡皮，引水管（14）的一端插入储气瓶（11）内，引水管（14）的另一端引向集水瓶（12）。...

【技术特征摘要】
1.一氧化碳还原氧化铁的一体化实验装置，其特征是：它由一氧化碳产生器、氧化铁反应器、铁粉检验器、二氧化碳检验器和尾气收集器串联构成；所述的一氧化碳产生器包括注射器（1）和一号具支试管（2），一号具支试管（2）安装在铁架台上，一号具支试管（2）的管口安装双孔橡皮塞，双孔橡皮塞上安装二只注射器（1）；所述的氧化铁反应器包括石英球形干燥管（3）和高温酒精灯（4），石英球形干燥管（3）安装在铁架台上，石英球形干燥管（3）的管口安装单孔橡皮塞，一氧化碳产生器的一号具支试管（2）的支管插入石英球形干燥管（3）内，石英球形干燥管（3）下方放置高温酒精灯（4）；所述的铁粉检验器包括试管（5），试管（5）的管口安装单孔橡皮塞，三通管（6）的一端插入试管（5）内，三通管（6）的二端连接氧化铁反应器的石英球形干燥管，三通管（6）上安装止水夹（7）；所述的二氧化碳检验器包括二号具支试管（8），二号具支试管（8）的管口安装单孔橡皮塞，玻璃管（9）插入二号具支试管（8）内，玻璃管（9）通过乳胶管（10）连接铁粉检验...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴锐，
申请(专利权)人：裴锐，
类型：新型
国别省市：江苏,32