实验三安全性实验及其教学研究(中学化学实验报告)

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1、日期2014年4月2日；六周周三，下午；姓名学号2成绩实验三安全性实验及其教学研究——氢气的制取与性质实验一、氢气的制取1.相关知识：置换反应，氢气的物理性质与化学性质，气体的收集方法。（1）置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，是化学中四大基本反应类型之一，包括金属与金属盐的反应，金属与酸的反应等。（2）氢气的性质物理性质：1.通常情况下，无色无味气体；2.密度比空气小；3.难溶于。化学性质：1.可燃性2H2+O2=2H2O2.还原性H2+CuO=Cu+H2(3)气体的收集方法：2.实验用品：（请画实验装置图，并标明各药品和仪

2、器名称）药品：锌粒、稀硫酸、硫酸铜溶液、氧化铜仪器：导气管、试管，酒精灯，水槽，启普发生器-1-启普发生器由三部分组成。上面一部分是球形漏斗，下面一部分是玻璃球和玻璃半球所组成的容器，第三部分是带旋钮的导气管。它是固液不加热的反应装置，使用启普发生器制取氢气十分方便，可以及时控制反应的发生或停止。锌粒由容器上的气体出口加入，稀硫酸从长颈漏斗口注入，固体的量不得超过球体容积的1/3。因此，锌粒是放在启普发生器的玻璃球中，而稀硫酸会在玻璃球和玻璃半球的容器中。3.实验步骤（用简洁明了的方法比如流程图表示）：稀释浓硫酸检查装置气密性装入锌粒和稀硫酸开启导气

3、管活塞，收集H2验纯4.实验改进：⑴在反应前加入少许硫酸铜的晶体或溶液可加快反应速率。请问为什么？答：锌跟稀硫酸反应的制取氢气，加入少量硫酸铜溶液后，金属锌可以置换金属铜Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，形成铜锌原电池，原电池能加速负极金属和电极质的反应速率。⑵你还有其他的改进方法吗？答：还可以选用纯度不高、形状不规则、比较粗糙的锌粒。5.实验安全提示：⑴稀硫酸如何配制（包括用量、浓度、温度的控制）？答：（1）浓硫酸的稀释：将浓硫酸沿着容器内壁（或沿着玻璃棒）缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。（2）稀硫酸的用量：加入稀硫酸可

4、事先往启普发生器中加水至将金属锌全部淹没处，倒出水后量水的体积，即为稀硫酸的体积。（3）稀硫酸的浓度：V浓H2SO4∶VH2O=1∶4或者1:5也可。（4）稀释时温度的控制：在稀释浓硫酸时，为了迅速扩散热量，可以在装了水的水槽内稀释并不断地搅拌。-2-⑵如何防止反应过程中锌粒掉入球形漏斗底部？答：可以在球形漏斗颈适当位置套上化学橡胶圈，以阻止锌粒下落。⑶该反应是吸热还是放热反应？如何防止反应体系温度过高？答：制取氢气的实验是放热反应。为了防止反应体系温度过高可以用湿毛巾盖住玻璃半球。6.实验教学内容探幽：⑴检查实验装置的气密性有哪些方法？答：在化学实

5、验的过程中，凡涉及气体制备、收集和气体反应的仪器装置，都要进行气密性的检验这一操作。气密性检验一般应在仪器连接完之后，添加药品之前进行。气密性检查的方法虽然多种多样，但总的原则是：堵死一头（即通过气体发生器和附设的液体构成密封体系），采取一定的措施（如升温、降温、减压、加压等），使之产生一定的压强差，出现对应的现象（如气泡的产生、水柱的形成、液面的升降等），再分析现象得出结论，从而判断仪器装置的气密性是否良好。但由于不同实验仪器装置的差异，检验所采用的操作与方法也有所区别。1．采用微热（手捂或热毛巾捂）法操作程序：将导气管末端插入水中――用手握住或利

6、用热毛巾捂容器对该仪器装置微热——观察导管末端是否有气泡逸出——松开手后—－观察导管末端是否形成一段水柱，若是，则气密性好。如上图装置气密性的检查。2．采用直接加热法当装置构成的密封体系较大时，用手捂或热毛巾捂不易引起空气体积的变化时，采用酒精灯直接对装置加热，若观察到导管末端有气泡逸出——松开手或移走热源后—－导管末端形成一段水柱，则装置的气密性好。3．采用液差法——启普发生器或其简易装置气密性的检查操作程序：关闭导气管上的活塞――往体系即球形漏斗中注入水——使漏斗中的水面高于容-3-器中的水面――静置片刻水面位置不变即形成稳定的液差，说明装置的气

7、密性良好。如图四装置气密性的检查。⑵生活中的哪些用品或废弃物品可以用来制取氢气？答：生活中可以用铝制的易拉罐、废电池的锌皮、铁片和家用的食醋等物品来制取氢气。⑶请设计一个可以控制反应速率的制备氢气的简易装置，画出装置图：答：分液漏斗是可控制速率的装置，分液漏斗可以控制滴加酸的速度，加的酸慢，（酸的量少），反应就慢，加的快，反应就快。反应装置见下图。二、氢气的物理性质——氢气流吹肥皂泡（选做）1.操作要求：在导管口蘸洗涤液，控制氢气流速，当气泡足够大时，轻抖手腕，用火柴或松香点燃气泡。实验现象：随着“噗”的一声，伴有黄色火球出现。2.实验探究：寻找制取

8、又大又轻氢气泡的最佳方法。答：制取又大又轻氢气气泡的方法：（1）可以用橡皮管，H2吹肥皂泡因玻璃管表面光滑，