氫氣制取與性質(zhì)一體化微型實驗研究報告

周潔

摘要：氫氣的制取與性質(zhì)實驗，是現(xiàn)行許多初中化學教材的重要內(nèi)容，目前氫氣的實驗存在很大的改進空間，作者嘗試的改進能實現(xiàn)氫氣的制取與性質(zhì)、檢驗一體化，且有利于學生進行分組實驗。

關鍵詞：微型實驗;實驗改進;創(chuàng)新;綠色

文章編號：1008-0546（2019）06-0078-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.06.022

氫氣是初中階段學生需要掌握的一種重要的氣體，氫氣的制取與性質(zhì)實驗，是現(xiàn)行許多初中化學教材的重要內(nèi)容。筆者所在地區(qū)所用教材——滬教版中雖然沒有氫氣的制取和性質(zhì)基礎實驗，但是其制取和性質(zhì)卻是重點知識。

縱觀目前教材及文獻中的氫氣制取和性質(zhì)實驗，主要存在以下值得思考的地方：①實驗較零散;②所需藥品較多、浪費原料;③儀器較繁瑣、操作不便、耗時較長;④氫氣爆炸極限為4%-75%，容易發(fā)生爆炸，危險性高;⑤雖然也有一些一體化微型實驗儀器的成套設計，但設計較復雜，且許多學校并沒有購置成套實驗儀器，因此難以全面推廣。

筆者在研究大量實驗的基礎上，進行了以下一體化實驗設計，現(xiàn)報告如下：

二、儀器藥品

集氣瓶、球形干燥管、玻璃導管、橡皮管、止水夾、w形管、尖嘴導管、迷你酒精燈、鐵架臺、小木條;鋅粒、稀鹽酸、氧化銅、無水硫酸銅。

三、實驗裝置

改進實驗裝置如圖l所示。

四、操作要點及現(xiàn)象

1.連接裝置（如圖1所示）

2.檢查裝置氣密性：將最左側(cè)的尖嘴導管放入水中，用手握住左側(cè)球形干燥管，若導管口有氣泡冒出，松手后形成一段水柱，則裝置氣密性良好。

3.氫氣的制取：打開止水夾，稀鹽酸逐漸沒過鋅粒，反應開始，產(chǎn)生氫氣。此時可進行氫氣的驗純，也可利用肥皂水鼓出氫氣泡泡，點燃，發(fā)出“噗”的一聲，產(chǎn)生一團火球，增加其趣味性。

4.氫氣的可燃性：用小木條將尖嘴導管處點燃，產(chǎn)生火焰，罩一支干冷的小試管，試管壁有水霧（如圖2）。

5.氫氣的還原性：點燃酒精燈，對準CuO加熱，黑色固體逐漸變紅，無水硫酸銅變藍（如圖3）。

6.停止實驗：關閉止水夾，液面逐漸下降至鋅粒下方，反應停止。

五、創(chuàng)新之處

1.實現(xiàn)了氫氣的制取與性質(zhì)、檢驗一體化，操作方便。

2.氫氣的制備裝置可以隨時控制反應的發(fā)生和停止，更安全可靠。

3.采用微型實驗裝置，藥品用量少，節(jié)約資源，更環(huán)保，符合綠色化學的理念。

4.耗時短，快速高效，提高了課堂教學的效率;現(xiàn)象明顯，且有一定的趣味性，提高了學生的參與度和興趣度。

5.學生分組可操作性強，且近距離觀察和思考，能捕捉更多生成性資源，有利于學生發(fā)散思維。

6.裝置儀器、藥品方便易得，有利于推廣。

六、實驗反思

1.針對w形管可能不太容易燒制的特點，還可用90。的尖嘴導管代替，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)切實可行（如圖4）。

2.氫氣燃燒的火焰為淡藍色，實驗過程中做了很多嘗試也沒有觀測到預期現(xiàn)象，為此也查閱了很多資料。筆者嘗試了不銹鋼氣門芯管、鐵質(zhì)空心螺絲、金屬筆管、鋁箔包裹尖嘴導管、金屬針頭（圖5），均為黃色火焰（如圖6）。如何觀察到淡藍色火焰，還需繼續(xù)學習研究，筆者接下來準備在鋁箔上繼續(xù)改進，以期得到預期現(xiàn)象。