氫氣的制取與性質實驗的微型化改進

陳婉玲++王丹培++衷明華

一、實驗目的

氫氣的制備方法很多。早期實驗室制備氫氣的方法是由啟普（P·J·Kipp）所設計的氣體發生裝置——啟普氣體發生器，用鋅粒（粉）與稀硫酸或稀鹽酸反應，再將產生的氫氣用排水法來收集。現行人教版化學課本中實驗室制備氫氣的方法只是在舊法基礎上加以改進。

一般的實驗室制備氫氣及其性質實驗中存在以下不足：1.實驗操作步驟繁瑣，實驗耗時長；2.實驗過程不連貫，導致其中氫氣的損失過多，耗費資源；3.實驗中的安全性及性質的明顯性不足；4.氫氣性質實驗的驗證中，難以區分水的產生是由氫氣制備之時引入的或是由氫氣的燃燒產生的。針對以上問題，本文對該實驗進行了微型化改造。

二、實驗原理

實驗室制取氫氣一般采用鋅粒與稀硫酸反應制得，其反應原理如下：

三、實驗儀器及試劑

儀器：操作底座一個，支柱兩個，具支U型管一個，內套管一個，多用滴管一個，具支試管一個，直形通氣管一個，酒精燈一個，止氣夾一個，燒杯一個，試管夾一個，橡皮管、橡皮塞若干，火柴一盒，抹布一塊，蠟燭一根。

實驗用品：鋅粒、稀硫酸、銅絲銅片、無水氯化鈣、稀釋的洗潔精。

四、實驗裝置圖及儀器組裝說明（微型實驗圖略去操作底座、支柱及鐵夾）

圖1微型儀器裝置圖

五、實驗操作

1.將裝置按圖1所示連接好后，于具支試管的支管口涂適量的洗潔精，用酒精燈在具支U型管底部微熱進行氣密性檢驗，如若支管口有氣泡產生，則說明裝置氣密性好。

2.添加好藥品并在具支試管的支管口涂適量的洗潔精，擠壓多用滴管使裝于多用滴管中的稀硫酸流入具支U型管中，并用止水夾夾住多用滴管，使得Zn粒與稀硫酸反應產生的氣體通過固體干燥之后于涂抹洗潔精的支口形成氣泡冒出。

3.用點燃的蠟燭對產生的氣泡進行氣體驗純。

4.緊接著，點燃酒精燈，進行氫氣性質的探究，用試管夾夾住燒杯，倒扣在具支試管的支管口，觀察倒扣燒杯壁上的變化以及銅片的顏色變化。

5.實驗結束時，將止水夾打開，稀硫酸由于壓力差而回流入多用滴管中，實驗停止。（此設計亦可以隨時控制實驗的進度）

六、裝置改進意義

1.采用微型實驗，實現了試劑用量少、實驗現象明顯的目標，體現了綠色環保的理念。

2.實驗裝置化繁為簡，操作步驟簡單易行，且實驗過程中，操作者可以有效、快捷、便利地控制氫氣的產生速率。在說明稀硫酸和鋅粒反應生成氣體的現象中，通過“支管吹泡”的設計理念將現象擴大化、明顯化，既方便學生觀察，也能使學生聯想到平時用洗潔精吹泡泡的經歷，從而引起知識上的共鳴，激發學生的學習興趣。

3.從安全角度出發，用點燃的蠟燭代替酒精燈驗純氣體，避免了因傾斜而造成酒精灑落的危險。

4.解決了“水的產生是由氫氣制備之時引入的或是氫氣的燃燒產生的”疑問，先將產生的氫氣通過無水氯化鈣，干燥后再用于燃燒，進而說明氫氣燃燒產生了水。

七、注意事項

1.直形通氣管與具支U型管相銜接處的膠管必須套至直形通氣管第一個圓形處，保證裝置的氣密性。

2.注意勿讓CaCl2固體堵住直形通氣管的管口，以免氣體難以排出。

3.擠壓多用滴管加稀硫酸反應后可用止水夾夾住，防止稀硫酸由于氣壓差而倒流。

4.注意用酒精燈加熱銅絲時，應用外焰加熱，以免使玻璃外層變黑，難以觀察直形通氣管中銅絲的變化情況。

（責任編輯羅艷）endprint

一、實驗目的

氫氣的制備方法很多。早期實驗室制備氫氣的方法是由啟普（P·J·Kipp）所設計的氣體發生裝置——啟普氣體發生器，用鋅粒（粉）與稀硫酸或稀鹽酸反應，再將產生的氫氣用排水法來收集。現行人教版化學課本中實驗室制備氫氣的方法只是在舊法基礎上加以改進。

一般的實驗室制備氫氣及其性質實驗中存在以下不足：1.實驗操作步驟繁瑣，實驗耗時長；2.實驗過程不連貫，導致其中氫氣的損失過多，耗費資源；3.實驗中的安全性及性質的明顯性不足；4.氫氣性質實驗的驗證中，難以區分水的產生是由氫氣制備之時引入的或是由氫氣的燃燒產生的。針對以上問題，本文對該實驗進行了微型化改造。

二、實驗原理

實驗室制取氫氣一般采用鋅粒與稀硫酸反應制得，其反應原理如下：

三、實驗儀器及試劑

儀器：操作底座一個，支柱兩個，具支U型管一個，內套管一個，多用滴管一個，具支試管一個，直形通氣管一個，酒精燈一個，止氣夾一個，燒杯一個，試管夾一個，橡皮管、橡皮塞若干，火柴一盒，抹布一塊，蠟燭一根。

實驗用品：鋅粒、稀硫酸、銅絲銅片、無水氯化鈣、稀釋的洗潔精。

四、實驗裝置圖及儀器組裝說明（微型實驗圖略去操作底座、支柱及鐵夾）

圖1微型儀器裝置圖

五、實驗操作

1.將裝置按圖1所示連接好后，于具支試管的支管口涂適量的洗潔精，用酒精燈在具支U型管底部微熱進行氣密性檢驗，如若支管口有氣泡產生，則說明裝置氣密性好。

2.添加好藥品并在具支試管的支管口涂適量的洗潔精，擠壓多用滴管使裝于多用滴管中的稀硫酸流入具支U型管中，并用止水夾夾住多用滴管，使得Zn粒與稀硫酸反應產生的氣體通過固體干燥之后于涂抹洗潔精的支口形成氣泡冒出。

3.用點燃的蠟燭對產生的氣泡進行氣體驗純。

4.緊接著，點燃酒精燈，進行氫氣性質的探究，用試管夾夾住燒杯，倒扣在具支試管的支管口，觀察倒扣燒杯壁上的變化以及銅片的顏色變化。

5.實驗結束時，將止水夾打開，稀硫酸由于壓力差而回流入多用滴管中，實驗停止。（此設計亦可以隨時控制實驗的進度）

六、裝置改進意義

1.采用微型實驗，實現了試劑用量少、實驗現象明顯的目標，體現了綠色環保的理念。

2.實驗裝置化繁為簡，操作步驟簡單易行，且實驗過程中，操作者可以有效、快捷、便利地控制氫氣的產生速率。在說明稀硫酸和鋅粒反應生成氣體的現象中，通過“支管吹泡”的設計理念將現象擴大化、明顯化，既方便學生觀察，也能使學生聯想到平時用洗潔精吹泡泡的經歷，從而引起知識上的共鳴，激發學生的學習興趣。

3.從安全角度出發，用點燃的蠟燭代替酒精燈驗純氣體，避免了因傾斜而造成酒精灑落的危險。

4.解決了“水的產生是由氫氣制備之時引入的或是氫氣的燃燒產生的”疑問，先將產生的氫氣通過無水氯化鈣，干燥后再用于燃燒，進而說明氫氣燃燒產生了水。

七、注意事項

1.直形通氣管與具支U型管相銜接處的膠管必須套至直形通氣管第一個圓形處，保證裝置的氣密性。

2.注意勿讓CaCl2固體堵住直形通氣管的管口，以免氣體難以排出。

3.擠壓多用滴管加稀硫酸反應后可用止水夾夾住，防止稀硫酸由于氣壓差而倒流。

4.注意用酒精燈加熱銅絲時，應用外焰加熱，以免使玻璃外層變黑，難以觀察直形通氣管中銅絲的變化情況。

（責任編輯羅艷）endprint

一、實驗目的

氫氣的制備方法很多。早期實驗室制備氫氣的方法是由啟普（P·J·Kipp）所設計的氣體發生裝置——啟普氣體發生器，用鋅粒（粉）與稀硫酸或稀鹽酸反應，再將產生的氫氣用排水法來收集。現行人教版化學課本中實驗室制備氫氣的方法只是在舊法基礎上加以改進。

一般的實驗室制備氫氣及其性質實驗中存在以下不足：1.實驗操作步驟繁瑣，實驗耗時長；2.實驗過程不連貫，導致其中氫氣的損失過多，耗費資源；3.實驗中的安全性及性質的明顯性不足；4.氫氣性質實驗的驗證中，難以區分水的產生是由氫氣制備之時引入的或是由氫氣的燃燒產生的。針對以上問題，本文對該實驗進行了微型化改造。

二、實驗原理

實驗室制取氫氣一般采用鋅粒與稀硫酸反應制得，其反應原理如下：

三、實驗儀器及試劑

儀器：操作底座一個，支柱兩個，具支U型管一個，內套管一個，多用滴管一個，具支試管一個，直形通氣管一個，酒精燈一個，止氣夾一個，燒杯一個，試管夾一個，橡皮管、橡皮塞若干，火柴一盒，抹布一塊，蠟燭一根。

實驗用品：鋅粒、稀硫酸、銅絲銅片、無水氯化鈣、稀釋的洗潔精。

四、實驗裝置圖及儀器組裝說明（微型實驗圖略去操作底座、支柱及鐵夾）

圖1微型儀器裝置圖

五、實驗操作

1.將裝置按圖1所示連接好后，于具支試管的支管口涂適量的洗潔精，用酒精燈在具支U型管底部微熱進行氣密性檢驗，如若支管口有氣泡產生，則說明裝置氣密性好。

2.添加好藥品并在具支試管的支管口涂適量的洗潔精，擠壓多用滴管使裝于多用滴管中的稀硫酸流入具支U型管中，并用止水夾夾住多用滴管，使得Zn粒與稀硫酸反應產生的氣體通過固體干燥之后于涂抹洗潔精的支口形成氣泡冒出。

3.用點燃的蠟燭對產生的氣泡進行氣體驗純。

4.緊接著，點燃酒精燈，進行氫氣性質的探究，用試管夾夾住燒杯，倒扣在具支試管的支管口，觀察倒扣燒杯壁上的變化以及銅片的顏色變化。

5.實驗結束時，將止水夾打開，稀硫酸由于壓力差而回流入多用滴管中，實驗停止。（此設計亦可以隨時控制實驗的進度）

六、裝置改進意義

1.采用微型實驗，實現了試劑用量少、實驗現象明顯的目標，體現了綠色環保的理念。

2.實驗裝置化繁為簡，操作步驟簡單易行，且實驗過程中，操作者可以有效、快捷、便利地控制氫氣的產生速率。在說明稀硫酸和鋅粒反應生成氣體的現象中，通過“支管吹泡”的設計理念將現象擴大化、明顯化，既方便學生觀察，也能使學生聯想到平時用洗潔精吹泡泡的經歷，從而引起知識上的共鳴，激發學生的學習興趣。

3.從安全角度出發，用點燃的蠟燭代替酒精燈驗純氣體，避免了因傾斜而造成酒精灑落的危險。

4.解決了“水的產生是由氫氣制備之時引入的或是氫氣的燃燒產生的”疑問，先將產生的氫氣通過無水氯化鈣，干燥后再用于燃燒，進而說明氫氣燃燒產生了水。

七、注意事項

1.直形通氣管與具支U型管相銜接處的膠管必須套至直形通氣管第一個圓形處，保證裝置的氣密性。

2.注意勿讓CaCl2固體堵住直形通氣管的管口，以免氣體難以排出。

3.擠壓多用滴管加稀硫酸反應后可用止水夾夾住，防止稀硫酸由于氣壓差而倒流。

4.注意用酒精燈加熱銅絲時，應用外焰加熱，以免使玻璃外層變黑，難以觀察直形通氣管中銅絲的變化情況。

（責任編輯羅艷）endprint