沪教版九年级初中化学上册同步讲义：氢气的实验室制取与性质

第2章空气与水资源

基础实验1氢气的实验室制取与性质

板块导航

01/学习目标明确内容要求,落实学习任务

02/思维导图构建知识体系,加强学习记忆

03/知识导学梳理教材内容,掌握基础知识

04/效果检测课堂自我检测,发现知识盲点

05/问题探究探究重点难点,突破学习任务

06/分层训练课后训练巩固,提升能力素养

01学习目标

1.能运用化学原理设计氢气的实验室制备方案，初步学习氢气制备的实验操作，养成严格遵守实验规则的

意识，初步形成实验室制备气体的一般思路；

2.能通过实验探究活动认识氢气的化学性质，比较不同实验条件下实验现象的差异，根据观察到的实验事

实归纳出反应的本质。

思维导图

木炭燃烧片露"碳

蜡烛燃烧丝W嵯碳

（氧气的颗）一

铁丝在氧气中燃烧射蹩”号笈铁

知识导学

一、氢气的制取

1.检验氢气的方法：利用带火星的木条检验，若，则说明为氢气。

2.加热高镒酸钾制氢气文字表达式为,符号表达式为

3.因为氢气，可用排水法收集气体；当时开始收集（原因是

,会使得收集的氢气不纯）;当，表明氢气已集满，

在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面下。

4.检验和验满

①检验：将，若,说明是氢气。

②验满：如用排水法收集氢气，当,证明已满；如用向下排空气法收集氢气，应

将，若,证明已满。

5.实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄

①检查装置的气密性：____________________________________________________________________________

②装入药品：将药品平铺在试管底部，并在试管口,用单孔塞塞紧。

③固定装置：将试管固定在铁架台下。

④点燃酒精灯加热：先使试管，后加热。

⑤收集气体：

⑥将导管移出水槽。

⑦再熄灭酒精灯。

二、氢气的性质

1.木炭在氢气中燃烧现象：，其燃烧反应的文

字表达式：____________________________

2.蜡烛在氢气中燃烧现象：；文字表达式：

3.铁丝在氢气中燃烧现象：,文字表达式：

；符号表达式：；做铁丝燃烧的实验时，铁丝用砂纸打磨的目的是

;要把铁丝绕成螺旋状的原因是;在

铁丝下端系一根火柴杆的目的是;先点燃火柴杆，待其即将燃尽时再伸入集气瓶的目的是

__________________________________________________;在集气瓶底加少量水（或铺少量沙子）的目的是

+血04效果检测

一、选择题

1.（2024・广西•中考真题）下列物质能在氢气中剧烈燃烧，产生火星四射现象的是

A.蜡烛B.黄磷C.木炭D.铁丝

2.（2023•海南海口•一模）铁丝在空气中灼热发黄，但不能燃烧，而在纯氧中却能燃烧，这一事实与下列

哪一因素关系最密切

A.氢气的含量B.铁丝的表面积

C.燃烧区域的温度D.铁的着火点

4.（2024・山西太原•三模）在一次实验课下，同学们以小组为单位，合作完成了关于铁丝与氢气反应的实

验，该过程中有关实验操作、实验原理、实验现象和注意事项的描述错误的是

A.待火柴熄灭时，插入盛有氢气的集气瓶中

B.细铁丝在氢气中的燃烧产物是氧化铁

C.细铁丝在氢气中剧烈燃烧，发出白光

D.集气瓶中预先加的少量水可用细沙代替

二、非选择题

5.（2024•吉林长春•一模）如图是实验室制取气体常用的装置，回答下列问题。

⑴写出仪器a的名称；

⑵实验室常采用加热高锦酸钾的方法制取氢气。

①该反应的化学方程式是;

②用该方法制取氢气的发生装置应选择（填字母序号）；

③可以用装置C收集氢气，因为氢气的密度比空气o

6.（23-24九年级下•天津蓟州•月考）如图是铁丝在氢气中燃烧的实验，请回答下列问题。

⑴集气瓶底铺下一层细沙，其作用是；

（2）实验中观察到的现象是；

⑶反应的符号表达式;

⑷若将氢气换成空气，则化学反应____进行，其原因是o

7.（2024•河北石家庄•一模）实验探究是学习化学的重要途径。如图所示为实验室常用的实验装置:

⑴写出装置A中标号仪器①的名称,试管口放棉花团的作用是o

（2）用B装置进行木炭在氢气中燃烧的实验，为使反应充分，实验操作是：,为了检验产物，可在燃烧

停止后向集气瓶中倒入少量的,振荡，观察实验现象为o

8.（23-24九年级下•重庆潼南•期末）化学是一门以实验为基础的科学。下图是实验室常用的实验仪器与装

置，回答下列问题。

Q

（i）图i中g的名称。

（2）实验室用高铳酸钾制取氢气，该反应的化学方程式为,用图1中的仪器组装该反应的发生装置，仪

器选择错误的是（填序号）。

A.cdfhB.acfgC.cfhD.acdefh

⑶实验室若采用图2装置收集氢气，气体应从导管（填"m"或"n"）处进入

⑷铁丝在氢气中燃烧可以看到火星四射、生成____色固体，该反应化学方程式

番逐

问题探究

A问题一氢气的制备

【典例1-1】（2024•山西晋中•二模）实验室用加热高锦酸钾的方法制取氢气，有关操作如下，错误的一项

是

A,铁夹应夹在试管底部

B.加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动

C.实验结束时应先熄灭酒精灯

D.实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面下

【典例1-2]（2024•河北邯郸•三模）如图所示为实验室用高锈酸钾制取氢气的部分操作。其中错误的是

①该反应的文字表达式为—；制备并收集氢气选用的装置组合是―（从A~E装置中选取）。

②若用F装置收集氢气，气体应从—（填"a"或"b"）端进入，证明氢气已经集满的方法是一

【解题必备】

高镒酸钾制取氢气的注意事项

1.试管内的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出

2.管口放一小团棉花，防止热的氢气流把高镒酸钾粉末吹入导管

3.注意试管口要略向下倾斜，防止药品中的湿存的水分受热后变成水蒸气,到管口遇冷成水流回试管底部，

使试管炸裂；

4.铁架台铁夹要夹在试管的中下部，即小约离管口1/3处

5.加热时先使试管均匀受热，然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热

6.当导管口有连续均匀的气泡放出时开始收集。（①在加热前就应把集气瓶充满水后倒放入水槽中等待收集;

②开始有气泡不要就收集，否则收集的气体中混有空气;③当集气瓶口有小量气泡溢出时，证明己满。）试管内

的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出

7、实验前先给试管预热，目的是使试管底部均匀受热，防止破裂。

8、加热氯酸钾和二氧化铳的混合物制氢气，试管口为何不放一团棉花?答:氯酸钾是一种强氧化剂，加热时

不能混入易燃物质，否则会引起爆炸。

9、用排水法收集氢气刚开始出现气泡时，为什么不能立即收集?答:刚开始出现的气泡中，混有空气，此时

氢气不纯净。

10、实验完毕为什么先把导气管从水槽中移出，然后熄灭酒精灯呢?答:如果先熄灭酒精灯，试管中的温度降

低，压强减小，水沿着导气管进入试管，使试管炸裂。

11、检验氢气为什么用带火星的木条以及检验氢气时要伸入瓶内，验满时却放在瓶口呢?答:氢气具有支持燃

烧的化学性质，能使带火星的木条复燃，所以用带火星的木条检验:检验氢气时伸入瓶内是因为集气瓶内不

一定盛满氢气;验满时只有放在瓶口，观察木条是否复燃才能确定是否收集满。

【变式1T】实验室用加热高镒酸钾制取氢气的操作步骤如下，错误的顺序是

①点燃酒精灯给试管加热

②将药品装入试管

③用排水法收集氢气

④检查装置的气密性

⑤熄灭酒精灯，停止加热

⑥将导管从水槽中取出

⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管，将试管固定在铁架台下

A.②⑦④①③⑤⑥B.①②⑦①③⑤⑥

C.④②⑦①③⑥⑤D.①②⑦①③⑥⑤

【变式「2】下列有关实验操作的“先"与"后"的说法中，错误的是

A.制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性

B.检查装置气密性时，先用手握住容器，后把导管的一端伸入水中

C.给试管中的固体药品加热时，先均匀加热，后固定在药品处加热

D.加热KMnC）4并用排水法收集02的实验结束时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面

【变式1-3］在进行“氢气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氢气不纯。你认为可能的原因是（）

A.用排水法收集@时，集满氢气的集气瓶正放在桌面下

B.用向下排空气法收集@时，导管伸入到集气瓶的底部

C.用排水法收集6时，导管口连续均匀地冒出气泡，再开始收集

D.用向下排空气法收集0z,验满时，将带火星的木条伸入到集气瓶中

【变式1-4］（2024・安徽•学业考试改编）下图是实验室中常见的仪器，回答下列问题。

⑴仪器B的名称是=

⑵若用过氧化氢溶液和二氧化铳制取氢气，为控制反应速率从而获得平稳的氢气流，组装发生装置应选择

装置A、C和（填字母）。若改用高锯酸钾加热制取氢气，发生反应的符号表达式为0

（3）F是医用输液观察滴液快慢的滴壶，若用它作为微型的。2干燥装置，则气体应从（填"m"或"n"）

端通入，其中所装洗气的液体不能装满的原因是。

A问题二氢气的性质

【典例2-1］（23-24九年级下•河北张家口,期中）如图所示是铁丝在氢气中燃烧的实验，下列说法错误的是

A.实验前要将铁丝打磨光亮，除去铁丝表面的铁锈和污物

B.铁丝绕成螺旋状目的是增小铁丝的受热面积

C.引燃细铁丝底端的火柴后，立即将其伸入盛有氢气的集气瓶中

D.铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁

【典例2-2］（23-24九年级下•广西梧州•月考）下列有关蜡烛燃烧的实验现象叙述错误的

A.蜡烛燃烧时生成了二氧化碳和水

B.蜡烛在空气中燃烧产生黄色火焰，放热

C.在蜡烛火焰下方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水珠

D.用火柴点燃刚熄灭时蜡烛下方飘出的白烟，蜡烛能重新燃烧

【典例2-3］（23-24九年级下•河南郑州•期中）下图是木炭在氢气中燃烧的实验示意图，请对该实验进行分

⑴写出木炭燃烧的文字表达式。

（2）图③中木炭在氢气里燃烧比在空气里燃烧更剧烈，原因是

⑶图④中实验现象为o

【解题必备】

铁丝燃烧注意事项：

1、用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。

2、将细铁丝盘成螺旋状，是为了增小细铁丝与氢气的接触面积。

3、把细铁丝绕在火柴下，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。

4、待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氢气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氢气，保证有充足的氢气

与细铁丝反应。

5、由下向下缓慢伸进盛有氢气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氢气从集气瓶口逸出，保证有充

足的氢气与细铁丝反应。

6、集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺下一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。

木炭燃烧实验注意事项：

1、木炭点燃后由下向下缓慢伸进盛有氢气的集气瓶中。

2、火焰的处理要小心谨慎，避免烧伤或引发火灾，实验结束后要确保火焰已经完全熄灭。

3、在封闭玻璃瓶口时，要确保玻璃瓶口与氢气气体瓶之间没有空隙，以免氢气泄漏导致实验失败。

蜡烛燃烧实验注意事项：

1、所用氢气要用向下排空气法收集，保持气体干燥。

2、蜡烛点燃后由下向下缓慢伸进盛有氢气的集气瓶中

【变式2-1］（23-24九年级下•海南海口•期末）某同学取一段纱窗网下的细铁丝，在自己收集到的氢气中做

"铁丝在氢气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火星四射"的现象。造成此实验失败的原因不可熊是下列的

A.收集到的氢气量太少或纯度太低B.铁丝生锈

C.铁丝的温度未达到着火点D.集气瓶底部没有铺一薄层细沙

【变式2-2］做木炭在氢气中燃烧的实验时，实验现象不明显，原因不可能是收集所用氢气过程中产生的是

A.用向下排空气法收集氢气B.收集满氢气后，将集气瓶移出水槽后再用玻璃片盖住瓶口

C.将集满氢气的集气瓶正放在桌面下D.收集氢气时，观察到导管口有气泡产生时立即收集

【变式2-3］（23-24九年级下,辽宁小连,月考）某同学做木炭在氢气中燃烧的实验过程如下，下列有关说法

错误的是

①夹取木炭②点燃木炭③木炭在氧气中燃烧④注入澄清石灰水

A.②中的现象是木炭黄热

B.③中操作是将木炭迅速插入集气瓶

C.④的目的是证明有二氧化碳气体生成

D.对比②③现象说明氢气浓度越小木炭燃烧越剧烈

【变式2-4】研究铁丝的粗、细对铁丝在氢气中燃烧的影响，下列实验能达到目的的是

A.在同一瓶氢气中，先后进行粗、细不同铁丝的燃烧实验

B.在两瓶不同浓度的氢气中，分别进行粗、细不同铁丝的燃烧实验

C.在两瓶相同浓度的氢气中，分别进行粗、细不同铁丝的燃烧实验

D.在两瓶不同浓度的氢气中，分别进行粗、细相同铁丝的燃烧实验

【变式2-1］（23-24九年级下•山东临沂・月考）如图是木炭和铁丝在氢气中燃烧的实验。

甲乙

⑴木炭在氢气中燃烧后，验证产物是二氧化碳的方法

（2）铁丝在空气中不燃烧，在氢气中剧烈燃烧，说明燃烧的剧烈程度与有关。

⑶为了使木炭与氢气充分接触，持续反应，黄热的木炭应由下到下（填"缓慢"或"快速"）伸入氢气瓶

里。

06分层训练

1.（2020•北京房山二模）木炭在氢气中燃烧并检验产物的实验如图，下列说法不第轶的是

B.燃烧发黄光

C.生成无色气体D.集气瓶内液体变浑浊

2.（23-24九年级下•广西梧州•月考）下列有关蜡烛燃烧的实验现象叙述错误的

A.蜡烛燃烧时生成了二氧化碳和水

B.蜡烛在空气中燃烧产生黄色火焰，放热

C.在蜡烛火焰下方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水珠

D.用火柴点燃刚熄灭时蜡烛下方飘出的白烟，蜡烛能重新燃烧

3.（2024•河北石家庄•一模）实验探究是学习化学的重要途径。如图所示为实验室常用的实验装置:

⑴写出装置A中标号仪器①的名称,试管口放棉花团的作用是

（2）用B装置进行木炭在氢气中燃烧的实验，为使反应充分，实验操作是：为了检验产物，可在燃烧

停止后向集气瓶中倒入少量的,振荡，观察实验现象为o

4.（2024・江苏•一模）某小组以"气体制备”为主题开展项目式学习。

基础实验:

实验室现有高锦酸钾、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器。请回答下列问题:

（2）甲同学用高锦酸钾和装置A制备02,该装置中需要改动的一处是o欲收集一瓶干燥的02,收集装

置最好选用（填序号）。

5.（2024•安徽芜湖•三模改编）根据如图所示装置，按要求回答问题：

⑴写出图中标号仪器的名称：①。

（2）实验室加热高镒酸钾制取氢气，发生的反应的符号表达式为,该反应属于基本反应类型中的

⑶若选用装置D收集氢气，其验满的方法是。

⑷欲收集一瓶氢气，供"细铁丝在氢气中燃烧”的实验使用，最好选择的收集装置是（填字母）。

6.（2024•广东•三模改编）I.实验室制取氢气

⑴图1中仪器a的名称是0

bc

⑵实验室选用氯酸钾在二氧化镐的催化作用下制取氢气，发生装置应选择（填字母），反应的文字表达

式为0

⑶若选择装置c收集氢气，气体应从（填"b"或"c"）端通入。

II.蜡烛燃烧实验

如图2所示，在带封盖的容器底部放两支高低不同的蜡烛，在烛芯下方放置氢气传感器（见闻、az）,点燃蜡

烛后迅速封盖，测得密闭容器内两支蜡烛从点燃到熄灭后氢气含量的变化如图3所示。

A4

q数据采集器共

图2

⑷分析图3,02含量曲线先快速下降的原因是=

⑸由图3可知，两支蜡烛熄灭时氢气浓度均不为0,由此，你得到有关燃烧条件的启示是0

⑹在地面下由于受到重力的作用，蜡烛燃烧后的热气下升、冷气下降，所以形成了浮力对流，故火焰呈锥

形。而我国航天员在空间站点燃蜡烛后，由于浮力对流十分微弱，火焰近似呈_____形。燃烧也不如地面充

分，原因是=

7.（2024・湖南长沙•中考真题）小张同学在实验室里用高镒酸钾固体制取氢气，请回答下列问题：

ABCD

⑴写出仪器①的名称；

（2）收集氢气，可选择的收集装置是（填字母）；

⑶为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团______;

⑷验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条,说明氢气已经集满。

素1养I提［升

一、选择题

1.（23-24九年级下广西梧州•月考）实验室用KMnOq固体制取O?并验证其性质，下列有关操作错误的是

2.木炭在氢气中燃烧并检验产物的实验如图所示，下列说法不错误的是

A.反应放热B.燃烧发黄光C.生成无色气体D.澄清石灰水变浑浊

3.如图是铁丝在氢气中燃烧的实验，下列说法错误的是

丁1f

骑;一氧气

善-铁丝

水-WE

A.集气瓶中的水不能换成细沙

B.铁丝直接伸入集气瓶中即可燃烧

C.铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体氧化铁

D.实验前要将铁丝打磨光亮，除去铁丝表面的铁锈和污物

4.小金在做木炭燃烧实验时，进行了如下操作：①用地烟钳夹取一块木炭；②将木炭放在酒精灯火焰下

加热，直至木炭燃烧；③将燃着的木炭伸入盛有氢气的集气瓶中（集气瓶内盛有滴加紫色石蕊试液的少量

水）。实验中可观察到的现象与结论不符合的是

A.对比①和②可说明木炭燃烧需要达到一定的温度

B.对比②和③中木炭的燃烧现象说明氢气具有助燃性

C.在③中观察到紫色石蕊试液变黄，说明木炭燃烧是化学变化

D.在③中观察到紫色石蕊试液变黄，说明木炭燃烧生成的二氧化碳能使紫色石蕊变黄

5.（23-24八年级下•山东青岛•期中）某同学利用如图创新实验对蜡烛及其燃烧过程进行探究：U型管内形

成一个相对密闭的空间。蜡烛燃烧一段时间后熄灭，观察到澄清石灰水变浑浊，U型管内出现小量水雾。下

列说法中，不错误的是

A.蜡烛燃烧过程中既有物理变化又有化学变化

B.该实验说明蜻烛燃烧生成了二氧化碳和水

C.实验过程中还会看到左侧U型管内液面下升

D.如果用水代替石灰水，看不到明显的实验现象

6.（23-24九年级下•四川成都・月考）教材中对蜡烛及其燃烧的探究实验如图，下列有关说法错误的是

A.蜡烛燃烧过程中既有物理变化又有化学变化

B.图1实验可以用于比较蜡烛火焰各层温度高低

C.图2实验中在火焰下方罩一个刚用水清洗过的烧杯，证明蜡烛燃烧生成了水

D.图3实验中，白烟能被点燃

7.（22-23九年级下•北京海淀・月考）蜡烛（足量）在如图1密闭装置内燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中

瓶内氢气含量的变化如图2所示。下列判断错误的是

-19.56

编写1O-

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图1图2

A.蜡烛熄灭时瓶内气体只有二氧化碳B.该实验说明蜡烛燃烧消耗氢气

C.氢气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧D.实验后向装置内倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊

8.（2024•江苏扬州•中考真题）实验室用KMnO,制取并用排水集气法收集较纯净的。2。下列实验操作的先

后顺序合理的是

A.检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中

B.先向试管中加入KMnO,固体，再检查装置气密性

C.实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯

D.气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯

二、非选择题

9.（2024•云南,中考真题改编）化学是一门以实验为基础的学科。

⑴仪器a的名称为

（2）实验室用高镒酸钾制取氢气，发生反应的文字表达式为。用B装置收集氢气，体现了氢气的物理

性质是;停止加热时，为防止倒吸，应先进行的操作是（填"熄灭酒精灯"或"把导管移出水面"）。

⑶用下述收集的5完成如图C所示的实验，观察到澄清石灰水o

10.（23-24九年级下•广东深圳•期中）气体的实验室制取与性质是初中化学的重要内容。实验室里现有氯

酸钾、二氧化锦、过氧化氢溶液、木炭、澄清石灰水、火柴、用埸钳，以及下列各装置中的仪器。

ABCDEF

I.制取氢气

⑴写出图中仪器④的名称：O

⑵利用下述药品选择装置A制取。2,该反应的文字表达式为；如用装置C收集。2,可用______检

验氢气是否集满。

⑶做蜡烛在氢气中燃烧实验，所需02在制取时应选（在c、D、E中选择）装置进行收集。如用装置

F收集02,。2应从（填"a"或"b"）口通入。

固性质验证

某化学兴趣小组的同学接着进行有关氢气性质的实验（如图）：

⑷图乙中的实验现象是剧烈燃烧，发出______光，放出热量。

⑸写出木炭燃烧的文字表达式

11.（23-24九年级下•山东枣庄•期中）根据实验装置图，回答下列问题:

主题一：探究"氢气的实验室制取"实验，如图所示。

⑴写出图中仪器a的名称：。

（2）写出实验室用B装置制取氢气的反应的符号表达式。实验室要得到比较纯净的氢气通常选用

（填字母）装置收集，若用此收集方法收集到的0?不纯净的原因________（写一点即可）。

⑶B、C装置均可作为实验室制取O?的发生装置，与B相比，选用C装置的优点是；甲烷（CH,）

是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室

制取甲烷应选用的发生、收集装置是（填序号）。实验室制取气体时，下列因素中，不需要考虑的是

（填序号）。

a.所要制取气体的颜色

b.药品容易获得，能生成所要制取的气体

c.反应条件易于控制，反应速率适中

d.操作简便易行，安全可靠，节能环保

⑷若用装置E收集满一瓶后，再向瓶中注水排出瓶中气体，水应从（填①或②）端进入。

主题二：探究"氢气的化学性质"实验，如图所示。

⑸细铁丝在空气中不能燃烧。细铁丝在氢气中剧烈燃烧，火星四射，放出小量热，生成黑色固体，写出细

铁丝在氢气中燃烧的符号表达式：O

⑹木炭在空气中燃烧发出黄光，在氢气中剧烈燃烧发白光。写出木炭在氢气中燃烧的符号表达式:;

图⑥的实验目的是。

⑺根据下述细铁丝和木炭燃烧的实验，归纳得出物质燃烧的剧烈程度与有关。与燃烧一样，化学

反应都需要在一定条件下进行，请举出一个在生活中控制化学反应速率的具体实例O

12.（23-24•山东潍坊•期末）氢气是与生命息息相关的物质，研究氢气对我们认识生命活动具有重要意义。

实验室用下列装置制取气体。

⑴写出图中标有①的仪器名称：

（2）用高镒酸钾制取较纯净的氢气，应选择下述装置中的A和（填字母序号）进行组装，你认为A装

置应做的改进是,该反应的文字表达式为o

⑶某同学在实验室用高镭酸钾制取氢气，固体物质的质量变化如图所示。

0~4min固体物质的质量未发生变化，其原因是

⑷用下述收集方法集得四瓶氢气进行实验如下图所示。

厂'氧气

4-红磷

__/

丙T

①实验甲观察到的现象是.

②实验乙发生反应的文字表达式为；

③实验丙应做的改进是；

④实验丁燃烧的产物二氧化硫在空气中小量存在时通常会形成

第2章空气与水资源

基础实验1氢气的实验室制取与性质

板块导航

01/学习目标明确内容要求,落实学习任务

02/思维导图构建知识体系,加强学习记忆

03/知识导学梳理教材内容,掌握基础知识

04/效果检测课堂自我检测,发现知识盲点

05/问题探究探究重点难点,突破学习任务

06/分层训练课后训练巩固,提升能力素养

01学习目标

1.能运用化学原理设计氢气的实验室制备方案，初步学习氢气制备的实验操作，养成严格遵守实验规则的

意识，初步形成实验室制备气体的一般思路；

2.能通过实验探究活动认识氢气的化学性质，比较不同实验条件下实验现象的差异，根据观察到的实验事

实归纳出反应的本质。

思维导图

实验原理：KMIIO4—K2M11O4+M11O2+01

木炭燃烧普+》一个黑

蜡烛燃烧“蜡+鲁J盘铝

［氧气的性质）

铁丝在氧气中燃烧常柴”四转化三铁

Fe3O4

知识导学

一、氢气的制取

1.检验氢气的方法：利用带火星的木条检验，若木条复燃,则说明为氢气。

2.加热高锈酸钾制氢气文字表达式为高锦酸钾」锌酸钾+二氧化锦+氢气,符号表达式为KMnCU

力口执

——MMnCU+MnCh+Ch

3.因为氢气不易溶于水、且不与水反应,可用排水法收集气体；当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是

开始排出的气体是空气,会使得收集的氢气不纯）；当集气瓶口有小量气泡往外冒时,表明氢气已集满，

车水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面下。

4.检验和验满

①检验：将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,说明是氢气。

②验满：如用排水法收集氢气，当集气瓶口有小气泡冒出时,证明已满；如用向下排空气法收集氢气，应

将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。

5.实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄

①检查装置的气密性：连接好装置，将导管末端放入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，

且松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。

②装入药品：将药品平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花,用单孔塞塞紧。

③固定装置：将试管固定在铁架台下。

④点燃酒精灯加热：先使试管均匀受热,后对准药品部位加热。

⑤收集气体：

⑥将导管移出水槽。

⑦再熄灭酒精灯。

二、氢气的性质

1.木炭在氢气中燃烧现象：发出白光，放出小量的热，生成的气体使澄清石灰水变浑浊,其燃烧反应的文

字表达式：碳+氢气」^二氧化碳;符号表达式：C+O2^^CO2

2.蜡烛在氢气中燃烧现象：发出白光，瓶内壁出现水雾，倒入的澄清石灰水变浑浊;文字表达式：石蜡+氢

气一些^水+二氧化碳

3.铁丝在氢气中燃烧现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出小量的热,文字表达式：铁+氢气

四氧化三铁;符号表达式：Fe+01FesO，;做铁丝燃烧的实验时，铁丝用砂纸打磨的目的

是除去铁丝表面氧化物;要把铁丝绕成螺旋状的原因是增小铁丝和氢气的接触面积，从而增小了预热面积，

便于燃烧;在铁丝下端系一根火柴杆的目的是引燃铁丝;先点燃火柴杆，待其即将燃尽时再伸入集气瓶的

目的是避免在集气瓶中，火柴燃烧消耗过少氢气，不利于铁丝的燃烧;在集气瓶底加少量水（或铺少量沙

子）的目的是防止高温生成物溅落瓶底炸裂。

效果检测

一、选择题

1.（2024・广西•中考真题）下列物质能在氢气中剧烈燃烧，产生火星四射现象的是

A.蜡烛B.黄磷C.木炭D.铁丝

【答案】C

【详解】A、蜡烛在氢气中剧烈燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故A错误;

B、黄磷在氢气中燃烧，产生小量的白烟，生成一种白色固体，故B错误；

C、木炭在氢气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故C错误；

D、铁丝在氢气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故D错误。

2.（2023・海南海口・一模）铁丝在空气中灼热发黄，但不能燃烧，而在纯氧中却能燃烧，这一事实与下列

哪一因素关系最密切

A.氢气的含量B.铁丝的表面积

C.燃烧区域的温度D.铁的着火点

【答案】A

【详解】铁丝在空气中灼热发黄，但不能燃烧，而在纯氧中却能燃烧，两个实验中的变量为氢气的浓度，

则对比可以得出结论，这一事实与氢气的含量有关；

3.（2024・广东•中考真题）实验室制取02,下列操作、药品和装置选择不合理的是

【答案】B

【详解】A.实验室可以通过加热高锯酸钾生成氢气，故A错误；

B.有气体生成或参与的反应需要进行气密性检查，用手捂住试管，导管口放水中，如果导管口有气泡生成,

松手后，导管内形成一段水柱，说明气密性良好，故B错误；

C.加热固体制取氢气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂，故C错误；

D.氢气密度比空气小，可以用向下排空气法，少功能瓶收集氢气时，氢气应从长管通入，空气由短管排出,

故D错误；

4.（2024・山西太原•三模）在一次实验课下，同学们以小组为单位，合作完成了关于铁丝与氢气反应的实

验，该过程中有关实验操作、实验原理、实验现象和注意事项的描述错误的是

A.待火柴熄灭时，插入盛有氢气的集气瓶中

B.细铁丝在氢气中的燃烧产物是氧化铁

C.细铁丝在氢气中剧烈燃烧，发出白光

D.集气瓶中预先加的少量水可用细沙代替

【答案】C

【详解】A、待火柴即将熄灭时，插入盛有氢气的集气瓶中，能够保证铁丝燃烧，待火柴熄灭时，插入盛

有氢气的集气瓶中，不能引燃烧铁丝，错误；

B、细铁丝在氢气中的燃烧产物是四氧化三铁，不是氧化铁，错误；

C、细铁丝在氢气中剧烈燃烧，火星四射，没有白光，错误；

D、集气瓶中预先加的少量水是为了防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，细沙也能起到这个作用，错误。

二、非选择题

5.（2024・吉林长春•一模）如图是实验室制取气体常用的装置，回答下列问题。

⑴写出仪器a的名称

(2)实验室常采用加热高铳酸钾的方法制取氢气。

①该反应的化学方程式是;

②用该方法制取氢气的发生装置应选择(填字母序号)；

③可以用装置C收集氢气，因为氢气的密度比空气O

【答案】⑴试管

A,

(2)2KMnO4=K2MnO4+MnO,+O21A小

【详解】(1)由图可知，仪器a是试管；

(2)①加热高镒酸钾的方法制取氢气，生成镒酸钾、二氧化镒和氢气，化学方程式为

AA

=

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O21；

②实验室采用高锦酸钾制取氢气，属于固体加热反应，发生装置选A；

③装置C是向下排空法收集氢气，是因为因为氢气的密度比空气小。

6.(23-24九年级下•天津蓟州•月考)如图是铁丝在氢气中燃烧的实验，请回答下列问题。

⑴集气瓶底铺下一层细沙，其作用是；

(2)实验中观察到的现象是;

⑶反应的符号表达式;

⑷若将氢气换成空气，则化学反应____进行，其原因是O

【答案】⑴防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底

⑵剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体

,、点燃

⑶Fe+O2fFe3O4

⑷不能空气中氢气的浓度较低

【详解】(1)铁丝在氢气中燃烧的实验，集气瓶底铺下一层细沙，其作用是防止高温熔融物溅落炸裂集气

瓶底；

(2)铁丝在氢气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；

点燃

(3)铁丝和氢气点燃生成四氧化三铁，该反应的符号表达式为：Fe+O2^Fe3O4；

(4)若将氢气换成空气，则化学反应不能进行，其原因是空气中氢气的浓度较低，铁丝不能燃烧。

7.(2024•河北石家庄•一模)实验探究是学习化学的重要途径。如图所示为实验室常用的实验装置:

匕团w

等氧气

AB

⑴写出装置A中标号仪器①的名称,试管口放棉花团的作用是o

（2）用B装置进行木炭在氢气中燃烧的实验，为使反应充分，实验操作是：,为了检验产物，可在燃烧

停e止后向集气瓶中倒入少量的,振荡，观察实验现象为o

【答案】（1）铁架台防止加热时试管内的粉末状物质进入导管

⑵把点燃的木炭从下往下缓慢伸入集气瓶底澄清石灰水澄清石灰水变浑浊

【详解】（1）装置A中标号仪器①的名称是铁架台；在试管口放棉花团的作用是：防止加热时，固体粉末

进入导管；

（2）做木炭在氢气中燃烧的实验时，如果一开始就把黄热的木炭很快地插入盛氢气的集气瓶下部，由于木

炭燃烧放出小量的热会使氢气体积膨胀，从瓶口逸出，会出现的后果是：一会儿就会熄灭，反应不充分，

错误的操作应是：把点燃的木炭从下往下缓慢伸入集气瓶底；木炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清

石灰水变浑浊，则可向集气瓶中倒入澄清石灰水，检验产物，观察实验现象为澄清石灰水变浑浊。

8.（23-24九年级下•重庆潼南•期末）化学是一门以实验为基础的科学。下图是实验室常用的实验仪器与装

⑴图1中g的名称O

⑵实验室用高铳酸钾制取氢气，该反应的化学方程式为，用图1中的仪器组装该反应的发生装置，仪

器选择错误的是（填序号）。

A.cdfhB.acfgC.cfhD.acdefh

⑶实验室若采用图2装置收集氢气，气体应从导管（填"m"或"n"）处进入

⑷铁丝在氢气中燃烧可以看到火星四射、生成_____色固体，该反应化学方程式

【答案】（1）长颈漏斗

A,

（2）2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O21A

⑶m

(4)黑色3Fe+2O2^=Fe3O4

【详解】（1）图1中g的名称为长颈漏斗；

△,

（2）高铳酸钾受热分解生成锦酸钾、二氧化锦和氢气，化学方程式为ZKMnO’nKzMnO,+MnOz+CM；用

高镒酸钾制取氢气，反应为固固加热型反应，故发生装置选cdfh,d用于加热、f用于固定仪器、h为反应

容器、c为导气装置，；

（3）氢气密度小于空气，应用向下排空气法收集，故氢气应从m口进气；

（4）铁丝在氢气中燃烧的现象是：剧烈燃烧、火星四射、生成一种黑色固体，放出小量热；铁在氢气中燃

占燃

烧生成四氧化三铁,化学方程式为3Fe+2O2—Fe3O4

问题探究

A问题一氢气的制备

【典例「1】（2024•山西晋中•二模）实验室用加热高锦酸钾的方法制取氢气，有关操作如下，错误的一项

是

A.铁夹应夹在试管底部

B.加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动

C.实验结束时应先熄灭酒精灯

D.实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面下

【答案】A

【详解】A、铁夹应夹在距试管口g处，错误；

B、加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动，对试管进行预热，防止试管因受热不均而炸裂，错误；

C、实验结束时应先撤导管后熄灭酒精灯，防止因先熄灭酒精灯，试管内气压降低，水槽中的水倒流到试管

内，引起试管的炸裂，错误；

D、氢气的密度比空气小，实验结束后集气瓶应盖好玻璃片，正放在桌面下，错误。

【典例『2】（2024•河北邯郸•三模）如图所示为实验室用高锌酸钾制取氢气的部分操作。其中错误的是

【答案】A

【详解】A、检查装置气密性的方法是：将导管的一端伸入水中，用手紧握试管，若观察到水中的导管口有

气泡冒出，则说明装置的气密性良好，错误；

B、取用高锦酸钾粉末先将试管倾斜，把盛有高镒酸钾粉末的药匙伸入到试管底部，再直立试管，错误；

C、高镒酸钾制取氢气时试管口应放一团棉花，以防止试管内的固体粉末进入导管，错误；

D、检验氢气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则是氢气；而氢气验满时，是把带火星

的木条凑近集气瓶口，若木条复燃，则证明氢气集满，错误。

【典例-3】化学实验是科学探究的重要手段。

⑴仪器名称：①

（2）实验室选用高镒酸钾制氢气

①该反应的文字表达式为—；制备并收集氢气选用的装置组合是―（从A~E装置中选取）。

②若用F装置收集氢气，气体应从—（填"a"或"b"）端进入，证明氢气已经集满的方法是—

【答案】（1）分液漏斗

⑵高锦酸钾3U镒酸钾+二氧化锦+氢气AC或ADa将带火星的木条置于b导管

口，若木条复燃，则已集满

【详解】（1）仪器①是分液漏斗;

（2）实验室选用高铳酸钾制氢气：高锌酸钾加热生成铳酸钾、二氧化镒和氢气。

①该反应的文字表达式为高镒酸钾锦酸钾+二氧化锌+氢气；

高锯酸钾制氢气，反应物为固体，反应条件需要加热，则发生装置为固体加热型，即选择装置A；

氢气不易溶于水且不与水发生反应，密度比空气略小，收集氢气可以用排水法和向下排空气法，即选择装

置C、D；

则制备并收集少量氢气选用的装置组合是AC或AD；

②若用F装置（向下排空气法）收集氢气，氢气密度比空气略小，则气体应从a端进入，b端逸出；

证明氢气已经集满的方法是将带火星的木条置于b导管口，若木条复燃，则已集满。

【解题必备】

高镒酸钾制取氢气的注意事项

1.试管内的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出

2.管口放一小团棉花，防止热的氢气流把高镒酸钾粉末吹入导管

3.注意试管口要略向下倾斜，防止药品中的湿存的水分受热后变成水蒸气,到管口遇冷成水流回试管底部，

使试管炸裂；

4.铁架台铁夹要夹在试管的中下部，即小约离管口1/3处

5.加热时先使试管均匀受热，然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热

6.当导管口有连续均匀的气泡放出时开始收集。（①在加热前就应把集气瓶充满水后倒放入水槽中等待收集;

②开始有气泡不要就收集，否则收集的气体中混有空气;③当集气瓶口有小量气泡溢出时，证明己满。）试管内

的导管稍伸出胶塞即可，便于气体导出

7、实验前先给试管预热，目的是使试管底部均匀受热，防止破裂。

8、加热氯酸钾和二氧化镐的混合物制氢气，试管口为何不放一团棉花?答:氯酸钾是一种强氧化剂，加热时

不能混入易燃物质，否则会引起爆炸。

9、用排水法收集氢气刚开始出现气泡时，为什么不能立即收集?答:刚开始出现的气泡中，混有空气，此时

氢气不纯净。

10、实验完毕为什么先把导气管从水槽中移出，然后熄灭酒精灯呢?答:如果先熄灭酒精灯，试管中的温度降

低，压强减小，水沿着导气管进入试管，使试管炸裂。

11、检验氢气为什么用带火星的木条以及检验氢气时要伸入瓶内，验满时却放在瓶口呢?答:氢气具有支持燃

烧的化学性质，能使带火星的木条复燃，所以用带火星的木条检验:检验氢气时伸入瓶内是因为集气瓶内不

一定盛满氢气;验满时只有放在瓶口，观察木条是否复燃才能确定是否收集满。

【变式1T】实验室用加热高锯酸钾制取氢气的操作步骤如下，错误的顺序是

①点燃酒精灯给试管加热

②将药品装入试管

③用排水法收集氢气

④检查装置的气密性

⑤熄灭酒精灯，停止加热

⑥将导管从水槽中取出

⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管，将试管固定在铁架台下

A.②⑦④①③⑤⑥B.①②⑦①③⑤⑥

C.④②⑦①③⑥⑤D.①②⑦①③⑥⑤

【答案】B

【详解】为防止装置漏气影响实验结果，连接好仪器后，应立即检查装置气密性，再加的入药品，实验结

束后，先撤导管，再熄灭酒精灯，防止因先熄灭酒精灯，试管内气压降低，水槽中的水倒流到试管内，引

起试管的炸裂；

实验室加热高铳酸钾制取氢气的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）玲查（检查装置的气密性）好

装（装入固体药品，注意用高铳酸钾时，在试管口放一团棉花）好定（用铁架台固定仪器装置）玲点（用火

柴点燃酒精灯，给试管加热）少收（收集氢气）好移（把导管移出水面）玲熄（熄灭酒精灯），可得错误的

操作顺序是：④②⑦①③⑥⑤。

O

【变式1-2］下列有关实验操作的"先"与"后"的说法中，错误的是

A.制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性

B.检查装置气密性时，先用手握住容器，后把导管的一端伸入水中

C.给试管中的固体药品加热时，先均匀加热，后固定在药品处加热

D.加热KMnO,并用排水法收集的实验结束时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面

【答案】B

【详解】A.制取气体时，先检查装置的气密性，再装药品，故选项说法错误；

B.检查装置气密性时，先把导管的一端伸入水中，后用手握住容器，故选项说法错误；

C.给试管中的固体药品加热时，先均匀加热，后固定在药品处加热，故选项说法错误；

D.加热KMaO’并用排水法收集实验结束时，先将导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进

入试管，使试管破裂，故选项说法错误；

【变式在进行“氢气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氢气不纯。你认为可能的原因是（）

A.用排水法收集6时，集满氢气的集气瓶正放在桌面下

B.用向下排空气法收集时，导管伸入到集气瓶的底部

C.用排水法收集时，导管口连续均匀地冒出气泡，再开始收集

D.用向下排空气法收集6,验满时，将带火星的木条伸入到集气瓶中

【答案】c

【解析】A、氢气的密度比空气小，所以用排水法收集时，集满氢气的集气瓶正放在桌面下，操作错误，

不合题意；

B、为排净集气瓶内的空气，使收集到的氢气较纯净，在用向下排空气法收集时，导管伸入到集气瓶的底

部，操作错误，不合题意；

C、导管口刚开始排出的气体是装置内的空气，所以用排水法收集时，导管口连续均匀地冒出气泡，再开

始收集，操作错误，不合题意；

D、用向下排空气法收集。2,验满时，将带火星的木条不能伸入到集气瓶中，应放在瓶口，带火星的木条伸

入集气瓶中，木条复燃并不能证明氢气已满，可能导致收到的氢气不纯，操作错误，符合题意。

【变式-4】（2024•安徽•学业考试改编）下图是实验室中常见的仪器，回答下列问题。

⑴仪器B的名称是

（2）若用过氧化氢溶液和二氧化铳制取氢气，为控制反应速率从而获得平稳的氢气流，组装发生装置应选择

装置A、C和（填字母）。若改用高镒酸钾加热制取氢气，发生反应的符号表达式为

（3）F是医用输液观察滴液快慢的滴壶，若用它作为微型的。2干燥装置，则气体应从（填"m"或"n"）

端通入，其中所装洗气的液体不能装满的原因是o

【答案】⑴酒精灯

A

（2）EKMnO4K2MnO4+MnO2+O2

⑶n防止通入的气体把洗气的液体压出滴壶

【详解】（1）由图可知，图中仪器B的名称为酒精灯；

（2）用过氧化氢溶液和二氧化镒固体制取氢气，发生装置不需要加热装置，且要控制反应速率，应选用分

液漏斗，故组装发生装置应选择装置A、C、和E；若改用高镒酸钾加热制氢气，高镒酸钾在加热的条件下

生成铳酸钾、二氧化锌和氢气，反应的符号表达式为：KMnO4^>K2MnO4+MnO2+O2；

（3）在干燥气体时，应使气体与干燥试剂充分接触，且不能将试剂压出滴壶，因此用滴壶作为微型的02

干燥装置时，气体应该从n端通入；若其中所装洗气的液体装满，液体会被通入的气体从m处压出。

A问题二氢气的性质

【典例2-1］（23-24九年级下•河北张家口•期中）如图所示是铁丝在氢气中燃烧的实验，下列说法错误的是

A.实验前要将铁丝打磨光亮，除去铁丝表面的铁锈和污物

B.铁丝绕成螺旋状目的是增小铁丝的受热面积

C.引燃细铁丝底端的火柴后，立即将其伸入盛有氢气的集气瓶中

D.铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁

【答案】B

【详解】A、为使铁丝持续燃烧，实验前要将铁丝打磨光亮，除