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1、氢气的制法与性质一、 实验原理H2SO4（稀）+Zn=ZnSO4+H2H2 + O2 点燃 2H2OH2 + CuO Cu + H2O氢气的性质： 氢气是一种无色无味的气体，密度比空气小、难溶于水。容易燃烧，燃烧产物为水。氢气与空气的混合物气体发生爆炸的极限为4%-74.4%(体积分数)。 氢气具有还原性，可以参加氧化还原反应。二、仪器、材料与药品 启普发生器、烧杯(500m L、150m L、50m L)、水槽、橡皮管、试管及试管架、玻璃导气管、玻璃尖嘴管、铁架台(配铁夹)、凡士林、塑料瓶或易拉罐、玻璃棒、酒精灯、玻璃丝、火柴、蒸发皿(盛皂液)、石棉网、洗瓶；洗涤剂溶液、CuSO4、溶液、锌
2、粒、稀硫酸（V H2SO4浓:V H2O=14）、CuO、甘油。三、实验操作过程与实验现象氢气的制取1.关闭气普发生器的活塞，向球形漏斗中注水，在液面划一记号，若在几分钟之内液面不下降则气密性良好。若液面下降，则要在仪器各接口处涂抹凡士林，检验直到气密性良好。2.在球形漏斗颈部用玻璃丝编绕数圈，然后将球形漏斗插到容器上，由容器侧口加入用CuSO4溶液浸泡过的锌粒，要防止锌粒掉到玻璃半球中。3.安装上导气管，打开旋钮，由球形漏斗加入稀硫酸（V H2SO4浓:V H2O=14）至淹没锌粒，关闭旋钮，固液分离，稀硫酸液面升至漏斗处。4.打开旋钮，导气管中有气体产生，待空气排除后用排水法收集一试管H2
3、，管口向下移近火焰，放开拇指，如有尖锐的爆鸣声，证明氢气不纯，要继续收集并检验，直至只发出轻微的“噗”声为止。此时H2已纯，可进行性质检验。5.排水法收集氢气与收集氧气相同，反应完成后稀硫酸从容器玻璃半球侧口到出，锌粒从导气管口到出。氢气的性质检验：1.H2在氧气中燃烧检验纯度后，在导气管上连接一尖嘴玻璃管，点燃后，在深色的背景下，观察现象。实验现象：氢气在空气中安静燃烧，发出淡蓝色火焰。在火焰上方罩一干净的烧杯，观察现象。实验现象：玻璃杯的内壁有液滴流下，反应产生水。H2 + O2 点燃 2H2O2H2与空气混合气的爆鸣 取一小塑料瓶在底部凿一火柴梗粗细的小孔，拿食指堵住小孔，用排水法收集H
4、2，气体收集满后倒放于桌上，瓶口垫上石棉网以保证空气流通。点燃火柴，放开手指，用火柴梗捅透小孔水膜，点燃H2，可看到淡蓝色火焰。过一会儿，空气从底部进入，积聚到一定比例，发生爆鸣。H2 + O2 点燃 2H2O 3. H2吹肥皂泡取少量洗涤剂用蒸馏水配成溶液，为增加粘度可用几滴甘油。用橡皮管在洗涤液中蘸一下，管口仍朝下，慢慢开通H2流，待气泡出现后，将管口迅速反转朝上，轻轻摇动用嘴吹气，气泡脱离管口，用火在上方点燃，随着“噗”的一声，伴有黄色火球出现。H2 + O2 点燃 2H2O 4. H2还原CuO取一干燥的试管，底部铺薄薄一层氧化铜并倾斜安装与铁架台上（试管口略朝下），先通一会儿H2，然
5、后加热，当管口有液滴出现时，CuO加热部位由黑色变为红热，再慢慢变为紫红色。撤掉酒精灯，继续通入H2至试管冷却。检验紫红色的金属中是否含有Cu2O，可可将制成的紫红色金属铜中取少量加入稀硫酸的试管中，观察溶液是否变蓝。Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + H2O+ Cu四、实验注意事项 1. 使用启普发生器时，容器底座的活塞最好用绳子扎紧，以免H2压力过大(因锌的颗粒小而落入酸液中不断反应使然)，冲开活塞。 2. 为使反应速率更快，先将锌粒浸在CuSO4溶液中至发黑，再给发生器中加入。 3. 启普发生器使用完毕，用塞子堵住漏斗口，将发生器侧身，由下口倒出废酸液(统一收集)，拔下导气管塞
6、子，此处倒出余锌(要回收)，将发生器清水冲洗干净，擦干净磨口处凡士林并垫一硬纸收藏。 4. 启普发生器使用过程中若要再添酸或锌，产生 H2 之后必须先验纯后使用，否则会出现不安全事故。 5. H2 H 2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。 6. H2与空气的混合气体发生爆鸣的极限为 4% 74. 4% (体积分数)。 若筒内 H2纯度过高即超过爆鸣上限时，点火后首先是它的安静燃烧。由于燃烧消耗H2，使筒内压强变小，空气便从下口源源不断地进入筒内，当 H2 H 2 的含量进入爆鸣范围，即发生爆鸣。五、相关文献与重点文献综述 氢气的制备实验是中学化学中一个重要的实验，通过此实验不仅可以了解相关的化学知识，还可以让学生学会气普发生器的使用。