氫氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微型化設(shè)計(jì)

吳丹梅 鄭純麗 衷明華

“氫氣的制取和性質(zhì)”是九年級化學(xué)教科書第三單元的內(nèi)容。氫氣的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是這一單元乃至整個初中化學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教科書是利用啟普氣體發(fā)生器來制備氫氣，此方法存在試劑用量多，容易造成浪費(fèi)和實(shí)驗(yàn)難以控制等問題，對于九年級的學(xué)生來說存在一定的危險性，具實(shí)驗(yàn)效果不佳，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。針對上述問題，筆者采用了微型實(shí)驗(yàn)。微型實(shí)驗(yàn)具有實(shí)驗(yàn)試劑用量少、操作簡單、成功率高且安全的特點(diǎn)；同時微型儀器精巧，更能激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的興趣，且微型儀器成本低，能夠滿足普通學(xué)校對實(shí)驗(yàn)操作的需求。因此，本實(shí)驗(yàn)利用微型實(shí)驗(yàn)所具有的特點(diǎn)，對氫氣的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化改進(jìn)，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置不僅對學(xué)生理解氫氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)具有重要的意義，而且能讓實(shí)驗(yàn)更簡單、更安全。

一、實(shí)驗(yàn)用品：

鋅粒與稀硫酸（1∶4）、細(xì)銅絲、肥皂水。

ML-1微型儀器：側(cè)泡具支試管1支，直形通氣管1支，直角形通氣管1支，小燒杯1個，酒精燈、主鐵夾、操作臺各1個，橡膠管1根，普通滴管膠頭1個，橡皮塞1個，火柴1盒。

二、實(shí)驗(yàn)步驟：

如圖所示，連接好裝置。

1檢查裝置的氣密性

將反應(yīng)裝置的直形通氣管浸入水里，用手掌貼側(cè)泡具支試管的外壁（或用酒精燈微熱），若直形通氣管口有氣泡逸出，且待容器冷卻后，又會有水升到導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則說明裝置氣密性良好。

2添加藥品

往側(cè)泡具支試管中小心加入適量的鋅粒和灼燒過的一小捆銅絲，將直角形通氣管套上普通滴管膠頭組成滴管，吸入適量的稀硫酸。往側(cè)泡具支試管底部擠入適量的稀硫酸，直到稀硫酸沒過鋅粒。

3檢驗(yàn)氣體純度

反應(yīng)開始一會兒后，將直形通氣管口放入盛有肥皂水的小燒杯中，當(dāng)產(chǎn)生大量泡沫時，用點(diǎn)燃的火柴靠近泡沫旁，若發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明氫氣不純，若聽到“噗”的一聲，則表明氫氣純凈，此時就可以收集氫氣。

4驗(yàn)證氫氣的還原性

當(dāng)檢驗(yàn)氫氣純凈后，用酒精燈在裝有CuO的地方加熱一段時間，可觀察到CuO由黑色變?yōu)榧t色的Cu。反應(yīng)結(jié)束后，先移去酒精燈，繼續(xù)通氫氣至試管冷卻。

三、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1本實(shí)驗(yàn)儀器簡單，試劑用量少（滴管能控制稀硫酸的用量），且安全性較高。

2氫氣的驗(yàn)純和物理性質(zhì)可通過吹肥皂泡來體現(xiàn)，現(xiàn)象直觀明顯。

3氫氣的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一體化，簡單實(shí)用；可通過酒精燈加熱與否來控制氫氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行與停止。

（責(zé)任編輯羅艷）