一体化二氧化碳化学性质教学演示器的制作方法

1.本实用新型涉及一种中学化学教学演示装置，尤其涉及一种一体化二氧化碳化学性质教学演示器。

背景技术：

2.中学化学课程中涉及二氧化碳化学性质教学课程，需要利用演示装置演示二氧化碳的如下化学性质：二氧化碳溶于水，二氧化碳与水生成酸性物质即碳酸，碳酸不稳定受热易分解，其中涉及的主要耗材有紫石蕊溶液和二氧化碳气体，其基本原理是：紫石蕊溶液中有水，其本身颜是紫，遇酸会变成红，遇碱会变成蓝，所以将二氧化碳气体置于紫石蕊溶液所在容器内后，紫石蕊溶液会变成红，证明二氧化碳能溶于水并生成酸性物质即碳酸的现象，然后对红的石蕊溶液加热，石蕊溶液会重新变回紫，以此证明碳酸不稳定、受热易分解为二氧化碳气体和水的现象。
3.传统的二氧化碳化学性质教学演示装置由二氧化碳生成装置、二氧化碳器皿、紫石蕊溶液器皿、酒精灯等多个组件构成，存在如下缺陷：第一、涉及的部件较多，试验步骤和操作较为繁琐；第二、涉及的耗材一般为一次性使用，难以重复利用，增加了试验成本。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便于操作且耗材能够重复利用的一体化二氧化碳化学性质教学演示器。
5.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种一体化二氧化碳化学性质教学演示器，包括透明且一体成型的容器本体，所述容器本体的上部为第一腔体、中部为第二腔体、下部为多个支撑柱，所述第一腔体的上端设有用于进料的瓶口，所述瓶口安装有瓶塞或瓶盖，所述第一腔体与所述第二腔体之间设有相互贯通的小径段，所述第一腔体的横向外径和所述第二腔体的横向外径均大于所述小径段的横向外径，所述第一腔体内填充有二氧化碳气体，所述第二腔体内填充有紫石蕊溶液，所述小径段内填充有密度小于紫石蕊溶液的油液。实际应用中，小径段的尺寸很小，只要能够连通第一腔体和第二腔体并能够填充一定量的油液即可，以减少材料成本，小径段在试验过程中也便于用手握住容器本体翻转和晃动；另外，第一腔体的体积一般会大于第二腔体的体积，因为二氧化碳气体密度低于紫石蕊溶液。
7.作为优选，为了避免加热时二氧化碳气体外溢以进一步提高耗材的重复利用率，所述第一腔体的侧下部设有通气口并在该通气口套装有弹性袋且两者之间密封连接。将弹性袋安装在第一腔体的侧下部，一方面是为连接第二腔体留下空间，另一方面是为了利用二氧化碳气体比空气重的特性在加入二氧化碳气体时自动将弹性袋内的空气排出，如果安装在第一腔体的上部，则难以自动排出弹性袋内的空气。
8.作为优选，为了满足应用需求并降低成本，所述弹性袋为橡胶气球。
9.作为优选，为了满足应用需求并降低成本，所述容器本体为耐高温的玻璃瓶。
10.作为优选，为了在实现稳定支撑的同时便于在第二腔体的下方放置酒精灯加热，所述支撑柱为三个并形成一个三脚架。
11.本实用新型的有益效果在于：
12.本实用新型将传统的二氧化碳器皿和紫石蕊溶液器皿整合为一体结构，并在第一腔体与第二腔体之间增加小径段，利用小径段内的油液将第一腔体内二氧化碳气体和第二腔体内的紫石蕊溶液进行隔离，试验过程中再将二氧化碳气体和紫石蕊溶液进行混合，紫石蕊溶液变成红，证明二氧化碳气体能溶于水并生成酸性物质即碳酸的性质，最后通过加热在证明碳酸不稳定、受热易分解为二氧化碳气体和水的性质的同时，使二氧化碳气体因为密度更低而进入第一腔体、油液密度稍大位于紫石蕊溶液之上、紫石蕊溶液密度最大位于第二腔体内，为下次试验作好准备，从而实现简化结构、便于操作的目的，并能够对大部分耗材进行重复利用，下次试验时只需补充因为加热而外溢的少量二氧化碳气体(因加热温度不是很高，所以水蒸气外溢基本可以忽略不计)，降低了试验成本；通过在第二腔体的侧下部设置通气口并安装弹性袋，在二氧化碳气体和紫石蕊溶液进行混合时，根据弹性袋由充盈变亏瘪，更加形象的证明二氧化碳气体能溶于水性质，同时在加热时不需要取下瓶塞或瓶盖，二氧化碳气体不会外溢，耗材基本完全不会减少，可重复利用很多次而不用补充耗材，进一步提高了耗材的重复利用率。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例1所述一体化二氧化碳化学性质教学演示器的主视结构示意图；
14.图2是本实用新型实施例1所述一体化二氧化碳化学性质教学演示器应用时的主视结构示意图
15.图3是本实用新型实施例2所述一体化二氧化碳化学性质教学演示器的主视结构示意图；
16.图4是本实用新型实施例2所述一体化二氧化碳化学性质教学演示器应用时的主视结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明：
18.实施例1：
19.如图1所示，一种一体化二氧化碳化学性质教学演示器，包括透明且一体成型的容器本体，所述容器本体的上部为第一腔体3、中部为第二腔体7、下部为多个支撑柱9，第一腔体3的上端设有用于进料的瓶口2，瓶口2安装有瓶塞1(也可以为瓶盖)，第一腔体3与第二腔体7之间设有相互贯通的小径段6，第一腔体3的横向外径和第二腔体7的横向外径均大于小径段6的横向外径，第一腔体3内填充有二氧化碳气体4(二氧化碳气体4实际不可视，但为了理解，图中示意了二氧化碳气体4)，第二腔体7内填充有紫石蕊溶液8，小径段6内填充有密度小于紫石蕊溶液8的油液5。作为优选，所述容器本体为耐高温的玻璃瓶；支撑柱9为三个并形成一个三脚架。
20.如图1和图2所示，第一次试验之前，先准备紫石蕊溶液8、二氧化碳气体4和油液
5(可以为食用油)，二氧化碳气体4可以事先准备好，也可以现场通过其它装置生成；然后拿下瓶塞1，先将紫石蕊溶液8倒入容器本体内直到填满第二腔体7，然后倒入油液5，使其充满小径段6，最后倒入二氧化碳气体4(因其密度大于空气，所以会在进入第一腔体3内时自动排出内部空气)，使其充满第一腔体3，判断是否充满的方法为现有技术，比如可以用浸泡过紫石蕊溶液8的纸巾或毛巾置于瓶口2处，如果变红则说明二氧化碳气体4已经充满第一腔体3；然后盖上瓶塞1，为了试验时便于操作，可以用胶带等将瓶塞1固定，如果时瓶盖，则通过螺纹将瓶盖锁紧。至此，容器本体内的紫石蕊溶液8位于第二腔体7内，油液5位于小径段6内，二氧化碳气体4位于第一腔体3内，三者之间由下而上密度依次减小，且二氧化碳气体4与紫石蕊溶液8之间通过油液5隔开，没有接触，然后就可以开始进行试验了。
21.用手拿住容器本体翻转晃动数次，使二氧化碳气体4与紫石蕊溶液8混合，此时紫石蕊溶液8会变红，其原因是：部分二氧化碳气体4溶于紫石蕊溶液8的水中，发生化学反应生成碳酸，化学式为：co2+h2o＝h2co3，紫石蕊溶液8遇酸变红，以此证明二氧化碳气体4能溶于水并生成酸性物质即碳酸的现象；然后将容器本体放置在桌上，取下瓶塞1，将酒精灯10置于第二腔体7的下方并点燃，对变成红后的石蕊溶液进行加热，如图2所示，此时会发现红的石蕊溶液内有气泡冒出，通过油液5后向上进入第一腔体3内，部分油液5也会被带入第一腔体3内的下部，随着加热时间增加，气泡越来越少，而红的石蕊溶液逐渐变回紫，直到最后完全没有气泡、红的石蕊溶液全部变回紫为止，停止加热，如此证明碳酸不稳定、受热易分解为二氧化碳气体和水的现象；等待容器本体内的介质全部冷却后，在不同密度介质的自重作用下，紫石蕊溶液8再次位于第二腔体7内，油液5再次位于小径段6内，二氧化碳气体4再次位于第一腔体3内，但因为加热时部分二氧化碳气体4受热膨胀会通过瓶口2溢出一部分，所以需要补充一些二氧化碳气体4，然后盖上瓶塞1，为下次试验做好准备，下次试验可以直接操作，不需要在试验之前填充耗材，操作流程与上相同。
22.实施例2：
23.如图3所示，本实施例与实施例1相比，不同的是，第一腔体3的侧下部设有通气口并在该通气口套装有弹性袋11且两者之间密封连接，弹性袋11为橡胶气球，其它结构与实施例1相同。
24.如图3和图4所示，第一次试验之前，先准备紫石蕊溶液8、二氧化碳气体4和油液5(可以为食用油)，二氧化碳气体4可以事先准备好，也可以现场通过其它装置生成；然后拿下瓶塞1，先将紫石蕊溶液8倒入容器本体内直到填满第二腔体7，然后倒入油液5，使其充满小径段6，最后倒入二氧化碳气体4(因其密度大于空气，所以会在进入第一腔体3和弹性袋11内时自动排出内部空气)，使其充满第一腔体3和自然状态的弹性袋11；然后盖上瓶塞1，为了试验时便于操作，可以用胶带等将瓶塞1固定，如果时瓶盖，则通过螺纹将瓶盖锁紧。至此，容器本体内的紫石蕊溶液8位于第二腔体7内，油液5位于小径段6内，二氧化碳气体4位于第一腔体3和弹性袋11内，三者之间由下而上密度依次减小，且二氧化碳气体4与紫石蕊溶液8之间通过油液5隔开，没有接触，然后就可以开始进行试验了。
25.本实施例证明二氧化碳气体4能溶于水并生成酸性物质即碳酸现象的试验方法与实施例1相同；但在加热之前，不用取下瓶塞1，直接用酒精灯10加热，如图4所示，在加热过程中，红的石蕊溶液内有气泡冒出，通过油液5后向上进入第一腔体3内，并会使弹性袋11逐渐胀大，部分油液5也会被带入第一腔体3内的下部但到不了通气口的高度即不会进入弹
性袋11内，随着加热时间增加，气泡越来越少，而红的石蕊溶液逐渐变回紫，直到最后完全没有气泡、红的石蕊溶液全部变回紫为止，停止加热，如此证明碳酸不稳定、受热易分解为二氧化碳气体和水的现象，此时弹性袋11明显变大，证明二氧化碳气体4受热膨胀体积增大；等待容器本体内的介质全部冷却后，在不同密度介质的自重作用下，紫石蕊溶液8再次位于第二腔体7内，油液5再次位于小径段6内，二氧化碳气体4再次位于第一腔体3和弹性袋11内，整个试验过程中耗材即紫石蕊溶液8、油液5和二氧化碳气体4均未外溢，所以不需再补充耗材，下次试验时直接使用即可，操作流程与上相同。
26.上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

技术特征：

1.一种一体化二氧化碳化学性质教学演示器，其特征在于：包括透明且一体成型的容器本体，所述容器本体的上部为第一腔体、中部为第二腔体、下部为多个支撑柱，所述第一腔体的上端设有用于进料的瓶口，所述瓶口安装有瓶塞或瓶盖，所述第一腔体与所述第二腔体之间设有相互贯通的小径段，所述第一腔体的横向外径和所述第二腔体的横向外径均大于所述小径段的横向外径，所述第一腔体内填充有二氧化碳气体，所述第二腔体内填充有紫石蕊溶液，所述小径段内填充有密度小于紫石蕊溶液的油液。2.根据权利要求1所述的一体化二氧化碳化学性质教学演示器，其特征在于：所述第一腔体的侧下部设有通气口并在该通气口套装有弹性袋且两者之间密封连接。3.根据权利要求2所述的一体化二氧化碳化学性质教学演示器，其特征在于：所述弹性袋为橡胶气球。4.根据权利要求1、2或3所述的一体化二氧化碳化学性质教学演示器，其特征在于：所述容器本体为耐高温的玻璃瓶。5.根据权利要求1、2或3所述的一体化二氧化碳化学性质教学演示器，其特征在于：所述支撑柱为三个并形成一个三脚架。

技术总结

本实用新型公开了一种一体化二氧化碳化学性质教学演示器，包括透明且一体成型的容器本体，容器本体的上部为第一腔体、中部为第二腔体、下部为多个支撑柱，第一腔体的上端设有用于进料的瓶口，瓶口安装有瓶塞或瓶盖，第一腔体与第二腔体之间设有相互贯通的小径段，第一腔体的横向外径和所述第二腔体的横向外径均大于小径段的横向外径，第一腔体内填充有二氧化碳气体，第二腔体内填充有紫石蕊溶液，小径段内填充有密度小于紫石蕊溶液的油液。本实用新型实现了简化结构、便于操作的目的，并能够对大部分耗材进行重复利用，下次试验时只需补充因为加热而外溢的少量二氧化碳气体，降低了试验成本。降低了试验成本。降低了试验成本。