探究实验设计氢气的制备

《探究实验设计氢气的制备》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、探究实验设计之氢气的制备1.化学反应原理金属锌和稀硫酸反应制氢气：Zn-H2S（）4=ZnS（）4+H2t（稀硫酸用1体积浓硫酸跟4体积水混合而成）也可以用金属锌与稀盐酸反应制备氢气：Zn+2HCI=ZnCb+H?f（稀盐酸浓度1:3）。2.实验仪器：试管、启普发生器、单孔橡皮塞、双孔子塞、导管、铁架台、分液漏斗、长颈漏斗等。实验药品：锌粒、稀硫酸或稀盐酸等3.探究方案方案⑴：如图11T所示，检查装置气密性后，在试悖中放入适量锌粒，加入适量稀硫酸（或稀盐酸）塞上塞子，收集红气。锌跟稀硫酸反应制红气，如反应速率太慢，可在稀硫酸小加

2、入少量硫酸铜溶液或用稀盐酸代替稀硫酸。如图11-2所示，可以在上述装置屮添加分液漏斗，通过控制添加试剂的速度来控制反应速率，获得较平稳的气流。方案⑵：制収较多氮气时，可用启普发牛器制取，如图11-3所示。当打开导气管的活塞，球形漏斗中的液体进入容器与窄口上固体接触而产生气体；当关闭活塞，生成的气体将液体压入球形漏斗，使固、液体试剂脱离接触而反应暂行停止，可供较长时间反复使用。启普发住器屮的酸液长久使用后会变稀，此时，可把下球侧口的橡皮塞（有的是玻璃塞）拔下，倒掉废酸，塞好塞子，再向球形漏斗中加酸。需要更换或添加固体吋，可把装有导

3、管的橡皮塞取下，由中间圆球的侧口加入固体。使用启普发生器要注意以下儿点：①反应不需条件，而且反应时不能产生大量的热。②反应物一个是固体（需要块状或粒状，反应时不能变成粉末状），一个是液体。③生成气体不能是易溶于水的气体。1.探究评价方案⑴装置简单，操作简便，适合学生实验。但由于试管容积小，所能制得氢气量较少，装置不能控制气体的产生与终止。因此教师演示或需要制取较多虽氢气时，不宜使用此法。方案⑵制収气体时，可随开随用，随关随停，使用方便，但缺点是需要较多的试剂，更换试剂比较麻烦。为此，可按如图11-4所示改进，其原理与启普发生器相

4、同。这种装置延用了启普发生器即开即用的优点，同时避免了试剂用量多的缺点，是实验制取氢气常好的装置。o图U-4TT氢气稀硫酸厂橡皮塞图U-5图11-61.资源开发（1）用注射器作气体发生装置，适用于制取少量氢气。使川时，先取下注射器的活塞，向针管中加入固体试剂，装上活塞吸入液体试利将针尖朝匕推动活塞排出针管屮的空气,再将针尖插入橡皮塞密封。使用时，针尖朝上拔掉橡皮塞，推动活塞即可排出氢气。如图11一5。⑵用生活中的很多物品对代替化学仪器做制取氢气实验，材料易得，操作简单，下面仅举二例。①利用F1常生活中容易获得T电池的锌皮、废旧铝

5、制品和酸反应來制収氢气，使用前应将金加材料清洗并将表面的油漆等保护层打磨干净，如用铝制取氢气，应选用稀盐酸，铝和稀硫酸的反应速率比较慢。用小试管作氢气发生，在小试管外套一支略大的试管收集氢气，收集过程屮将人试管缓慢向上提起。如图11-6。②在较小的塑料牛奶瓶中加入锌片（可从废旧干电池外壳中取得），倒满白酯（主要成分为CH3C00H）,在瓶口套上气球，静止，一段吋间后，气球胀开，取下气球，伸入一根带玻璃活塞的导管，扎紧气球口，可进行氢气的实验。如图11-7所示。图n-7气球1.创新思维（1）检验活泼金属和酸反应产生氢气的简单方法：

6、在试管内加入几块锌粒，再加入少量稀硫酸，可以看到锌粒和稀硫酸反应有大量气泡产生，这时用大拇指堵住试管口片刻，松开堵住试管口的大拇指，立刻用燃着的木条点试管中的气体，试管中的气体被点燃，发出尖锐的爆鸣声。（2）2体积氢气跟1体积氧气混合成爆鸣气，它在不遇明火时不会发生爆炸。但遇火则发牛•强烈爆鸣，用它充填肥皂泡或塑料薄膜袋点火时，会有意想不到的强烈爆鸣，但乂十分安全。用塑料薄膜袋把口扎紧在一根连有橡胶管的玻璃管上，先用来储1/3体积氧气，再充2/3体积氢气（最好是先充氧气后充氢气），然后用弹簧夹紧。往预先准备好的盛冇肥皂液的蒸发皿

7、内鼓入混合气（如图11-8所示），蒸发皿内会冒起大量气泡。然后移走储气袋。用火柴点燃肥皂泡，会发生震耳的爆鸣声并伴有火光。塑料薄膜储气袋内若有剩余气体，可打开弹簧夹就著导管口点燃塑料袋同样“安全”爆破。这后一个实验正好启发同学思考，如果塑料袋换成了玻璃细口瓶该会有怎样的后果？这个实验将使学生牢iii在导管口点燃易燃气体时，一定要先检验它的纯度。（3）利用金属铝和氮氧化钠反应也可制备氮气：2AI+2Na（）H+2H2（）=2NaAI（）2+3H2t如图11-9所示，在烧瓶中放入铝片和固体氢氧化钠，通过分液漏斗加入水，反应即可发生。

8、由于铝和氢氧化钠反应放热，随着反应的进行，反应速率会越来越快，可以通过滴加水的速度來控制反应速率。山于氮氧化钠和铝反应时产生热量多，故不适宜用启普发工器制取。图11-8图119