1、精選優質文檔-傾情為你奉上氫氣的制法與性質2009級化學1班（2）組1、 實驗目的與要求熟悉啟普發生器的原理和構造，掌握其操作技能；掌握演示H2的性質實驗和安全操作技能；初步掌握H2還原CuO實驗的方法。2、 實驗原理Zn + H2SO4 (稀) ZnSO4 + H2 2H2 + O2 2H2OH2 + CuO Cu + H2O 三、儀器、材料與藥品 啟普發生器、燒杯(500mL、150mL、50mL)、水槽、橡皮管、試管及試管架、玻璃導氣管、玻璃尖嘴管、鐵架臺(配鐵夾)、凡士林、塑料瓶或易拉罐、玻璃棒、酒精燈、玻璃絲、火柴、石棉網、洗瓶；洗滌劑溶液、CuSO4溶液、鋅粒、稀H2SO4(14)

2、、氧化銅。四、實驗內容 1.利用啟普發生器制取氫氣啟普發生器（如下圖）由三部分組成。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組成的容器，第三部分是帶旋鈕的導氣管。 打開旋鈕時的狀態 關閉旋鈕時的狀態 （1）涂凡士林密封。在旋鈕處、底座的一側、球形漏斗和玻璃球的磨口處三處分別抹上適量的凡士林，使其摩擦均勻光滑。（2）檢查裝置氣密性。先打開導氣管上的旋鈕，由漏斗處注入水后，直到底部的玻璃半球裝滿，再關閉旋鈕，繼續從漏斗處注入水，當液面上升到球形漏斗的1/3處，在液面處劃一記號，若數分鐘內液面不下降，說明氣密性好；若下降，則氣密性不好，可繼續涂凡士林密封。（3）纏化學纖維。在球形漏斗頸適

3、當位置（稍下端即可）用化學纖維編繞數圈，以防止鋅粒下落，編繞完化學纖維，應該用水檢驗一下，化學纖維是否編繞過多過緊，液體能否順利流過。（4）裝固體和液體。給啟普發生器中加水至金屬鋅全部淹沒處，倒水后量水的體積，這就是稀硫酸的體積。將容器側身由上口或側口處加入用CuSO4溶液浸泡過的鋅粒，用玻璃棒將鋅粒鋪勻，將發生器放直，安上導氣管，打開旋鈕，由上口加入稀硫酸（VV=14）至淹沒鋅粒處，關上旋鈕，固、液分離，稀硫酸液面升至漏斗處。 2.H2的性質 （1）H2純度的檢驗 打開旋鈕，用排水法收集一試管的H2，管口向下移近火焰，放開拇指，如有尖銳的爆鳴聲，證明氫氣不純，要繼續收集并檢驗，直至只發出輕微

4、的“噗”聲為止，此時H2已純，可以使用。 （2）H2在空氣中燃燒檢驗純度后，在導氣管上連接一尖嘴玻璃管，點燃后，在深色背景下，可以明顯看到氫氣在空氣中靜靜地燃燒，發出淡藍色火焰（將制得的H2點燃，其火焰呈黃色，可能是玻璃中鈉元素的干擾）。在火焰上方罩一干凈燒杯，片刻燒杯內壁就有液體順壁流下，該液體是水。反應方程式： 2H2 + O2 2H2O（3）H2與空氣混合的爆鳴 取一小塑料瓶，在底部鑿一火柴梗粗細小孔，食指堵住小孔，排水法集滿H2后，倒放于桌面上，口部墊上石棉網（將塑料瓶一半放在鐵絲網處）以保證空氣通暢。點燃火柴，放開手指，用火柴梗捅透小孔水磨，點燃H2，深色背景下因H2較純，火焰燃燒平

5、靜，可以看到淡藍色火焰。過一會兒，空氣從盒底口流入，積到一定比例，發生爆鳴。 采用向下排空氣法收集H2，同上方法和空氣混合爆鳴。當H2和空氣的體積比為25時，產生的爆鳴聲音最大（H2與空氣的混合氣體發生爆鳴的極限為4%-74.4%，若筒內H2純度過高超過爆鳴上限時，點火后首先是它的安靜燃燒。由于燃燒消耗H2，使筒內壓強變小，空氣便從下口源源不斷地進入筒內，當H2含量進入爆鳴范圍，即發生爆鳴）。化學反應方程式： 2H2 + O2 2H2O（4）H2吹肥皂泡取少量洗滌劑用蒸餾水配成溶液，（V：V=1:2）。用橡皮管在洗滌液中蘸一下，管口仍朝下，慢慢開通H2流，待氣泡出現后，將管口迅速反轉朝上，輕輕

6、擺動或用嘴吹，泡泡脫離管后，用火在氣泡上方點燃，隨著“噗”的一聲，伴有黃色的火球出現（火球呈黃色由于洗滌劑中含有十二烷基苯磺酸鈉）。化學反應方程式： 2H2 + O2 2H2O（5）H2還原CuO取一干燥的硬質試管，底部鋪有薄薄一層氧化銅并傾斜安裝于鐵架臺上（管口略低于底部），先通一會H2（除去試管中的空氣，防止H2與空氣混合，發生爆炸），然后加熱，當管口有液滴出現時，CuO加熱部位有黑色變為紅熱，在慢慢變為紅紫色。撤掉酒精燈，繼續通H2至試管冷卻。檢查紫紅色的金屬銅中是否含有Cu2O（磚紅色），可將制成的紫紅色金屬銅取少量加入盛有稀H2SO4的試管中，觀察溶液是否變藍。反應方程式為：H2 +

7、 CuO Cu + H2O Cu2O + H2SO4 Cu + CuSO4 + H2O 五、注意事項 1.使用啟普發生器時，容器底座的活塞最好用繩子扎緊，以免H2壓力過（因鋅的顆粒小而落入酸液中不斷反應使然），沖開活塞。 2.為使反應速率更快，先將鋅粒浸在CuSO4溶液中至發黑（鋅用CuSO4浸泡，形成微電池，是反應速率加快），再給發生器中加入，在發生器周圍包圍上一圈，大約兩勺即可。 3.啟普發生器使用完畢，用塞子堵住漏斗口，將發生器側身，由下口倒出廢酸液（統一收集），拔下導氣管塞子，此處倒出余鋅（要回收），將發生器洗干凈，擦干凈磨口處凡士林并墊一硬紙收藏。 4.啟普發生器使用過程中若要再添酸

8、或鋅粒，產生H2之后必須先驗純后使用，否則會出現不安全事故。 5.H2吹肥皂泡因玻璃管表面光滑，沾不住皂液，難以吹成，故用橡皮管。在點燃氣泡時，應該把點燃的火柴放在氣泡上方等待氣泡上來，如果在氣泡下面追著氣泡點燃，很難追上，所以應在氣泡上方去點燃。 6.H2與空氣的混合氣體發生爆鳴的極限為4%74.2%(體積分數)。若筒內H2純度過高即超過爆鳴上限時，點火后首先是它的安靜燃燒。由于燃燒消耗H2使筒內壓強變小，空氣便從下口源源不斷地進入筒內，當H2的含量進入爆鳴范圍，即發生爆鳴。傳統的方法是用排氣法收集H2，筒內到底收集了多少H2全憑經驗，這就為點燃H2能否使它爆鳴埋下隱患，教師無法把握是否能成功。六、相關文獻與重點文獻綜述1. 王志法. J. , .中學化學中最常用于制備氫氣的裝置是啟普發生器，但在實際的教學中由于啟普發生器價格較貴且裝置較大，平時用的比較多的是簡易裝置。2. 羅華榮,彭曉玲. J. , .一般氫氣的制取及氫氣、氧氣混合氣爆鳴實驗存在以下不足: 實驗裝置繁鎖、零部件多,攜帶不便; 玻璃儀器在操作使用及爆鳴實驗時存在不安全因素;藥品用量多, 不便回收, 易造成浪費,污染環境; 爆鳴實驗點火時學生有緊張、恐懼心理, 容易出事。對此,提出