一套工業(yè)制備鹽酸的演示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化學實驗演示裝置，更為具體地說是指一套工業(yè)制備鹽酸的演示
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]鹽酸是重要的工業(yè)原料，其生產(chǎn)原料氫氣和氯氣來自氯堿工業(yè)產(chǎn)品。目前，工業(yè)鹽酸生產(chǎn)一般采用石墨三合一合成爐法。三合一爐主要生產(chǎn)流程為:氫氣經(jīng)緩沖罐和阻火器，通過止逆閥與經(jīng)過氯氣緩沖罐的氯氣在燈頭處匯合進入合成爐燃燒，生成氯化氫氣體。氯化氫氣體在爐內(nèi)被稀酸吸收，生成合格濃度的鹽酸，未被吸收的氣體進入尾氣回收塔，用純水噴淋吸收，形成稀酸進人合成爐內(nèi)作吸收液。
[0003]然而，中學化學在介紹幾種重要的工業(yè)用酸的生產(chǎn)工藝時，重點介紹的是硫酸和硝酸，鹽酸的生產(chǎn)卻一筆帶過。如蘇教版化學I在介紹氯氣的化學性質(zhì)時僅用一行字“氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，氯化氫氣體溶于水后得到鹽酸?！边@不僅無法讓教師為學生演示氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的過程及產(chǎn)物的驗證，還無法演示工業(yè)制備鹽酸的過程。如果有鹽酸工業(yè)制法的演示裝置，既可介紹氫氣在氯氣中燃燒出現(xiàn)蒼白色火焰等特殊的反應(yīng)現(xiàn)象，又可以引導(dǎo)學生認識氫氣氯氣燃燒過程中可能引起爆炸等安全事故是如何避免的、反應(yīng)生成的氯化氫氣體是如何收集的、過量的氫氣或者氯氣是如何處理的。在教會學生科學知識的同時，有利于培養(yǎng)學生正確的實驗觀、科學本質(zhì)觀、化學價值觀等核心觀念。因此，提供一套工業(yè)制備鹽酸的演示裝置是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一套工業(yè)制備鹽酸的演示裝置，以解決現(xiàn)有演示裝置無法為學生演示工業(yè)制備鹽酸的過程等缺點。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一套工業(yè)制備鹽酸的演示裝置，包括電解單元、合成爐模擬單元以及尾氣處理單元，其中，所述電解單元包括U型管、電源、石墨碳棒以及密封塞，U型管內(nèi)裝滿飽和食鹽水，U型管的兩端分別設(shè)一個所述密封塞，該U型管兩端還分別設(shè)有一穿過密封塞與飽和食鹽水接觸的所述石墨碳棒，兩個石墨碳棒分別與電源的正極、負極對應(yīng)連接，連接電源正極的石墨碳棒周邊產(chǎn)生氯氣，連接電源負極的石墨碳棒周邊產(chǎn)生氫氣;所述合成爐模擬單元包括燃燒管、杯形容器以及管口密封的三角漏斗，所述燃燒管包括內(nèi)管及外管，外管中下部通過導(dǎo)管一與U型管產(chǎn)生氫氣的一端相通連接，該導(dǎo)管一上設(shè)有活塞開關(guān)一，內(nèi)管下端插設(shè)于U型管產(chǎn)生氯氣的一端，內(nèi)管下端部設(shè)有活塞開關(guān)二，內(nèi)管上端口位于外管上端口內(nèi)部，所述杯形容器設(shè)于外管中上部外側(cè)壁上，該杯形容器中裝有蒸餾水，管口密封的三角漏斗倒扣在所述杯形容器上并將所述外管管口罩住。
[0006]進一步地，所述U型管產(chǎn)生氫氣的一端還插有一三角漏斗，用于暫存被氯氣及氫氣壓出的溶液。
[0007]進一步地，所述尾氣處理單元包括裝有肥皂水的燒杯一和裝有氫氧化鈉溶液的燒杯二，其中，U型管產(chǎn)生氫氣的一端通過支管一伸入至所述燒杯一的肥阜水內(nèi)，該支管一上設(shè)有活塞開關(guān)三，U型管產(chǎn)生氯氣的一端通過支管二伸入至所述燒杯二的氫氧化鈉溶液內(nèi)，該支管二上設(shè)有活塞開關(guān)四。
[0008]進一步地，所述外管的底部還設(shè)有導(dǎo)管二，該導(dǎo)管二上設(shè)有活塞開關(guān)五，優(yōu)選地，該導(dǎo)管二的末端伸入至上述燒杯二內(nèi)，不與氫氧化鈉溶液接觸。
[0009]優(yōu)選地，所述密封塞為橡皮塞。
[0010]優(yōu)選地，所述飽和食鹽水采用熱的飽和食鹽水，具體溫度為30?50°C。
[0011]優(yōu)選地，所述電源采用直流電源，電壓控制在8?16V。
[0012]由上述對本發(fā)明結(jié)構(gòu)的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、本發(fā)明演示裝置，可形象生動地為學生演示工業(yè)鹽酸制備過程，并可演示氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的過程及對產(chǎn)物進行驗證，加深了學生對于氯堿工業(yè)的理解。
[0013]2、本發(fā)明演示裝置，合成爐模擬單元巧妙地采用由內(nèi)、外管組成的燃燒管與電解單元的U型管連接，并在外管設(shè)置杯形容器裝蒸餾水，配合外管管口密封的倒扣三角漏斗作為氯化氫的吸收裝置，在吸收氯化氫的同時還可以有效地防止有毒氣體的外溢。
[0014]3、本發(fā)明演示裝置，在外管底部設(shè)置了導(dǎo)管二，并設(shè)有活塞開關(guān)五，解決了液體可能堵塞導(dǎo)管一的問題，使氫氣可以順暢地燃燒。
[0015]4、本發(fā)明演示裝置，選用U型管、熱的飽和食鹽水以及16V電壓進行電解，可以使學生在短時間內(nèi)觀察大量的無色氫氣、黃綠色氯氣產(chǎn)生，氫氣氯氣燃燒時蒼白色火焰及白霧、三角漏斗壁上的小液滴及試紙的變色清晰地展示了氯化氫的產(chǎn)生和鹽酸的生成，明顯的現(xiàn)象有利于學生直觀理解工業(yè)鹽酸的制備過程，使理論和實際有效對接。
[0016]5、本發(fā)明演示裝置，對收集到的氫氣進行驗純，確保燃燒安全;使用肥皂水處理多余的氫氣，防止安全事故的發(fā)生;燃燒器外管容積大于內(nèi)管，確保燃燒時氫氣多于氯氣，防止氯氣因燃燒不完全污染空氣;使用氫氧化鈉溶液吸收過量的氯氣，使用管口封閉的三角漏斗倒扣在燃燒管上方，有效地防止有毒氣體飄散污染空氣。這些設(shè)計在確保學生放心觀察實驗現(xiàn)象的同時，在潛移默化中提升了學生的安全環(huán)保意識。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明合成爐模擬單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]一套工業(yè)制備鹽酸的演示裝置，參照圖1，包括電解單元10、合成爐模擬單元20以及尾氣處理單元30，其中，所述電解單元包括U型管11、電源12、石墨碳棒13以及密封塞14，U型管11內(nèi)裝滿飽和食鹽水，U型管11的兩端分別設(shè)一個所述密封塞14，該U型管11兩端還分別設(shè)有一穿過密封塞14與飽和食鹽水接觸的所述石墨碳棒13，兩個石墨碳棒13分別與電源12的正極、負極對應(yīng)連接，連接電源正極的石墨碳棒13周邊產(chǎn)生氯氣，連接電源負極的石墨碳棒13周邊產(chǎn)生氫氣。U型管11產(chǎn)生氫氣一端還插設(shè)有一三角漏斗15，用于暫存被氯氣及氫氣壓出的溶液。
[0021]結(jié)合圖2，所述合成爐模擬單元20包括燃燒管21、杯形容器22以及管口密封的三角漏斗23，所述燃燒管21包括內(nèi)管211及外管212，外管212中下部通過導(dǎo)管一24與U型管11產(chǎn)生氫氣的一端相通連接，該導(dǎo)管一上設(shè)有活塞開關(guān)一241，內(nèi)管211下端插設(shè)于U型管產(chǎn)生氯氣的一端，內(nèi)管211下端部設(shè)有活塞開關(guān)二2111，內(nèi)管211上端口位于外管212上端口內(nèi)部，所述杯形容器22設(shè)于外管212中上部外側(cè)壁上，該杯形容器22中裝有蒸餾水及pH試紙，用于吸收和檢驗氯化氫。管口密封的三角漏斗23倒扣在所述杯形容器22上并將所述外管212管口罩住。
[0022]參照圖1，所述尾氣處理單元30包括裝有肥皂水的燒杯一31和裝有氫氧化鈉溶液的燒杯二32，其中，U型管11產(chǎn)生氫氣的一端通過支管一 16伸入至所述燒杯一31的肥阜水內(nèi)，該支管一 16上設(shè)有活塞開關(guān)三161，用于將可能過量的氫氣通過導(dǎo)入形成氣泡燃燒除去。U型管產(chǎn)生氯氣的一端通過支管二 17伸入至所述燒杯二32的氫氧化鈉溶液內(nèi)，該支管二17上設(shè)有活塞開關(guān)四171，用于除去可能過量的氯氣。所述外管212