实验三氢气的制法与性质

1、实验三 氢气的制法与性质实验报告* *（*级*班*实验小组联系电话:一、实验目的1、熟悉启普发生器的原理和构造，并掌握其操作技能；2、掌握演示H2的制备和性质验证实验和安全操作技能；3、初步掌握H2还原CuO实验的方法。二、实验原理1. 一般在实验室制取H2所选用的原料是金属Zn和稀硫酸，其反应的原理 如下：Zn+H;SO4（稀）ZnSO4+H2T2. H2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2H，+O.=2H.O鼻*2.还原性H（+CuO - Cu+HO收集方法:1.向下排空气法：H2的密度比空气的平均密度小；2.排水法：H2难

2、溶于水。3启普发生器简介（1）构造启普发生器由三部分组成，上部是球形漏斗，下部是由玻璃球和玻璃半球组 成的容器，第三部分是带旋钮的导气管如图 3-8所示。启普发生器的规格以球形 漏斗的容积大小来区别，常用为 250 mL或500 mL。I. 扭开诗塞时的情影时的博形3-8（2）原理当打开导气管的活塞，球形漏斗中的液体流入容器，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 触而使反应暂行停止，可供较长时间反复使用。（3）适用范围适用于固液不加热型反应，且反应时固体或颗粒不会迅速溶解。 对于反应过 程中放出大量热的反应或者反应生成的气体易溶于水（或反

3、应液）的均不可以使 用启普发生器。（4）注意事项1.移动启普发生器时，要握住球形容器的蜂腰处，千万不可单手握住球形漏斗，以免底座脱落造成事故。2使用前应先查漏、检查气密性。查漏：打开导气管上的旋钮，由球形漏斗处注入水，液面稍高过废液口，观察废液口是否有水渗出，若没有则不漏水。若有则需旋紧此处的玻检查气密性：关闭导气管上的旋钮，由球形漏斗处注入水，量大约是 球形漏斗的1/2或2/3处停止，在液面处划一记号， 若数分钟内液面不下降, 则气密性良好。反之，则说明装置漏气，漏气处可能是，容器上气体出口 处的橡皮塞、导气管上的旋塞或长颈漏斗与容器接触的磨口处。如漏气，应塞紧橡皮塞或在磨口处涂上一薄层凡士

4、林。3. 在球形漏斗颈的中部上面加一橡胶圈或紧密缠绕适量玻璃纤维，以防止固 体落人容器下部，造成事故。4. 加入试剂时，先加块状固体。选择大小合适的块状固体，用钥匙将其从容 器上部排气孔加入，均匀置于球形漏斗颈的周围，塞上带导气管的单孔塞后，打 开活塞，再从球形漏斗口加入液体，直至进入容器后又刚好浸没固体， 此时关闭 导气管上的活塞待用。5. 使用启普发生器时，容器底座的活塞（即废液口）最好用绳子扎紧，以免 氢气压力过大，冲开活塞。6启普发生器使用完后，用塞子堵住漏斗口，将发生器侧身，废液口稍朝上 （防止液体冲出）由废液口倒出废液；再拔出导气管塞子，此处倒出废固体，将 发生器清水冲洗干净，擦干

5、净磨口处凡士林，并垫一张硬纸收藏。三、实验操作过程与实验现象1氢气的制备装料前，先检查各接缝处的气密性。若气密性良好，在球形漏斗颈适当位置 用玻璃丝编绕数圈，以防止锌粒下降。从容器侧口处加入用CuS04溶液浸泡过的锌粒约30颗粒；打开玻璃旋塞，由球形漏斗上口加入稀硫酸（1： 4）至淹没 锌粒，（所需稀硫酸体积的确定方法：给启普发生器中加水至将金属锌粒全部淹 没处，倒水后量水的体积，这就是稀硫酸的体积），观察实验现象1。观察水槽 中橡皮管末端，有气泡逸出，此时排出的气体有可能是容器中的空气， 待气泡连 续均匀逸出时，证明此时生成了氢气，立刻用排水集气法收集一试管氢气， 以用 来检验氢气的纯度。收

6、集满气体后，关上旋钮，观察实验现象2。实验现象1：注入酸后，酸先充满下面的玻璃半球，继而上升到玻璃球，并 跟锌粒接触，发生剧烈反应，产生大量气泡。实验现象2：关闭活塞，氢气不能放出。中球内的氢气压强增大，把酸压入 下半球，再沿长颈上升到球形漏斗里，使锌粒跟酸脱离接触，反应停止。2. H2的性质检验实验（1）H2纯度的检验打开旋钮，用排水法收集一试管 H2，用大拇指堵住试管口，将管口向下移近酒精灯火焰，放开拇指，先听到尖锐的爆鸣声，证明收集的氢气不纯，然后向 水槽中添加适量水，继续收集并检验，直至只听到轻微的噗”声为止，证明收集到得H2已纯，可以使用。（2）H2在空气中燃烧检验纯度后，在导管上连

7、接一尖嘴玻璃管，点燃后，在深色背景下，观察实验现象3。再火焰上方罩一干净烧杯，观察实验现象 4。实验现象3：发出淡蓝色火焰。实验现象4:烧杯内壁有水珠产生，且顺壁流下。（3）H2与空气混合气的爆鸣取一端开口且另一端有一火柴梗粗细小孔的小塑料壳，用食指堵住小孔，用排水法收集满氢气后，倒放于桌面上，口部垫上石棉网以保证空气畅通。 将该装 置移至实验室外，点燃火柴，放开手指，用火柴梗捅透小孔水膜，点燃氢气，因 起初氢气较纯，火焰燃烧安静，可看到淡蓝色火焰。过一会儿，空气从壳底部流 入，积聚到一定比例，发生爆鸣。而且当氢气和空气的体积比为2： 5时，产生的爆鸣声音最大。（4）H2吹肥皂泡取少量洗洁精至

8、一烧杯中，并向其中加入蒸馏水配成溶液，为增加粘度也可 加入几滴甘油。用橡皮管在洗洁精中蘸一下，使管口形成一层液膜，管口仍向下， 慢慢开通氢气流，待气泡出现后，将管口迅速反转向上，轻轻摆动，气泡脱离管 口，用火在气泡上方点燃，观察实验现象 5。实验现象5：听到 噗”的一声，并伴有黄色火球出现。（5）H2 还原 CuO產点熄停图1氢气还原氧化铜的简易装置图（1-H2 2-CuO）取一干燥的硬质小试管，用纸槽向其底部铺一层薄薄的氧化铜， 并将试管倾 斜安装于铁架台上，使管口略向下倾斜，先通一会儿氢气，然后加热（先预热再 集中加热），观察实验现象6。待CuO全部被还原后，撤掉酒精灯，继续通氢气 至试管

9、冷却。为检查紫红色的金属铜中是否含有 CU2O，可将制成的紫红色的金 属铜取少量，加入盛有稀硫酸的试管中，观察溶液是否变蓝，若变蓝，则说明紫 红色的金属铜中含有 CU2O。反应原理如下：CuOH.SO, Cu+CuSO;+H.O实验现象6： CuO加热部位由黑色变为红热，再慢慢变为紫红色。三、实验应注意的事项1.为使反应速率更快，先将锌粒浸在CuSO4溶液中至发黑，再向反应器中加。 因为形成了 CuZn原电池加快了反应速率。2实验室中不用金属Al或Fe与酸反应制氢气，是因为 Al和冷的稀H2SO4 反应太慢，普通Fe和酸反应，生成的氢气中含有 H2S等杂质。同样，不能用盐 酸代替H2SO4，是

10、由于盐酸易挥发，放热反应使生成的氢气中含有HCI气体。3.启普发生器使用过程中，若要再添加酸或锌，产生氢气后必须先验纯再使 用，否则会出现不安全事故。4刚开始有气泡逸出，此时排出的气体有可能是容器中的空气， 待气泡连续 稳定、连续、大量均匀逸出时再收集。5. 制备氢气过程中远离火源。6. 氢气还原氧化铜时，导气管应该伸入到试管底部。7. 氢气吹肥皂泡因玻璃管表面光滑，沾不住皂液，难以吹成，故用橡皮管. 此外还可用竹管来代替。四、相关文献与重点文献综述（黑体，小四号）用启普发生器所用酸的量较多，实为浪费，氢气在空气中燃烧，按照实验事 实，观察到的是黄色火焰，与课本上所说的产生淡蓝色火焰相矛盾，

11、使学生产生 怀疑，自制启普发生器来改进氢气的实验室制法及燃烧实验， 操作简便，现象明 显，成功率咼。五、本实验存在的不足之处1实验药品太浪费：实验室常用的启普发生器为250mL或500mL,每次实验所用药品量比较大，造成实验药品的严重浪费。2. 添加药品不方便。3. 实验难以控制：第一次产生氢气后,虽然已关闭导气管活塞,但是锌粒表 面仍残留有部分稀硫酸, 会继续反应, 致使容器内压强过大, 可能导致容器上的 活塞被冲出,实验失败六、实验教学反思通过此次其他同学的实验讲解和演示, 从他们的身上我看到了自己的不足之 处,要在课前充分准备讲课内容,讲课思路清晰,即使实验中间有所失败,但他 们依然将课堂组织有序,我明白了,在面对教学事故时,要沉着冷静的解决。七、参考文献1 罗