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1、氢气的制法与性质、实验目的1、熟悉启普发生器的构造和原理，掌握其操作技巧；2、练习实验室制取氢气和检验氢气纯度的方法；3、掌握演示H还原CuO实验的方法。2二、实验用品启普发生器、镊子、玻璃棒、玻璃丝、石棉网、试管、烧杯、酒精灯、铁架 台（带铁夹）、单孔橡皮塞、玻璃导管、胶皮管、水槽、塑料瓶。凡士林、锌粒、稀硫酸（1：4）、洗涤剂溶液、氧化铜、火柴。三、实验原理1、氢气的物理性质：氢气无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。2、氢气的化学性质： 可燃性氢气在空气里的燃烧，实际上是与空气里的氧气发生反应，生成水。2H + O 禽亠 2H O2 2 2 还原性氢气与氧化铜反应，实质是氢气还原氧化铜
2、中 的铜元素，使氧化铜变 为红色的金属铜。CuO+H 亠 Cu + H O2 23、实验室制取氢气的方法：Zn+HSO （稀）=ZnSO +H24424、启普发生器启普发生器的使用条件：块状固体与液体反应，反应不需要加热，生成的气体难溶于水。启普发生器的工作原理：打开活塞，球形漏斗中的液体与葫芦状容器内的固 体接触，反应开始，收集到所需气体后，关闭活塞，气体将液体压回球形漏斗中， 固体与液体分离，反应停止。使用启普发生器制备气体的优点：能根据需要控制反应的进行，使反应随时 发生或停止。四、实验步骤1、利用启普发生器制取氢气（1）启普发生器由三部分组成。上面一部分是球形漏斗，下面一部分是玻璃 球
3、和玻璃半球所组成的容器，第三部分是带旋钮的导气管。1 球形漏斗2 玻璃球3 玻璃旋钮4 进样口5 出液口（2）检验是否漏液打开导气管上的旋钮，由漏斗处注入水至液面没过5出液口。一段时间后观 察出液口是否有水渗出，若没有说明不漏液，若有可在塞子磨口处涂凡士林密封。（3）检验是否漏气关闭导气管上的旋钮，由漏斗处注入水至玻璃球的一半处，在液面处划一记 号，若数分钟内液面不下降，说明气密性好；若下降可在磨口处涂凡士林密封。（4）试剂准备向启普发生器中加水至将金属锌全部淹没处，倒出水后量水的体积，这就是所需浓硫酸的体积。量取适量体积的浓硫酸按V: V =1:4稀释浓硫酸，把浓浓硫酸 水硫酸慢慢加入水中并
4、不断搅拌。此过程最后在水槽中进行便于散热。取用CuSO4 浸泡过的Zn粒约60粒，作反应试剂。（5）制取H2在球形漏斗颈适当位置用玻璃丝编绕数圈（可以编绕在稍微下端处，这样将 球形漏斗插入容器时，玻璃丝可以正好卡在玻璃球和玻璃半球交接处），以防止 锌粒下落。从启普发生器的进样口加入Zn粒，并用玻璃棒轻轻拨开防止Zn粒堆 积。安上导气管，打开旋钮，由上口加入稀硫酸至淹没Zn粒处，关上旋钮，固、 液分离。2、H的性质2（1）H纯度的检验2打开旋钮，用排水法收集一试管的H，管口向下移近火焰，放开拇指，如有2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。（2）H与空气混
5、合的爆鸣2取一小塑料瓶，在底部凿一火柴梗粗细小孔，食指堵住小孔，排水法集满 H后，倒放于石棉网上以保证空气通畅。点燃火柴，放开手指，用火柴梗捅透小2孔水磨，发生爆鸣，塑料瓶被炸飞。（3）H吹肥皂泡2取少量洗涤剂用蒸馏水配成溶液，。用橡皮管在洗涤液中蘸一下，管口仍朝 下，慢慢开通H流，待气泡出现后，将管口迅速反转朝上，轻轻摆动或用嘴吹，2泡泡脱离管后，用火在气泡上方点燃，随着“噗”的一声，伴有黄色的火球出现。（4）H 还原 CuO2取一干燥的硬质试管，底部铺有薄薄一层氧化铜并倾斜安装于铁架台上（管 口略低于底部），先通一会H，然后加热，当管口有液滴出现时，CuO加热部位2有黑色变为红热，在慢慢变
6、为红紫色。撤掉酒精灯，继续通H至试管冷却。检2查紫红色的金属铜中是否含有Cu 0,可将制成的紫红色金属铜取少量加入盛有稀2H2SO4的试管中，观察溶液是否变蓝，反应方程式为:Cu O+H SO二Cu+CuSO +H O若变蓝说明金属铜中含有Cu 0。(5) 实验完毕，稀硫酸从出液口倒如烧杯中以备下组使用，Zn粒也从出液 口倒出。清理试验台，清洗仪器。五、实验反思1、稀释浓HSO时，一定要将浓HSO加入水中，因为浓硫酸稀释会放出大2424量的热，若加反会导致液滴飞溅。2、稀释过程要缓慢滴加浓HSO，边滴加边搅拌且在水槽中进行，这样有助于24稀释过程所产生的大量热释放出去。3、Zn粒加入启普发生器
7、中后，要用玻璃棒拨开，不能堆积在一起，否则会 导致Zn粒与HSO接触面积太小，产生H太慢。2424、做H与空气的混合爆鸣时，收集H的过程中塑料瓶始终在水面以下，否2 2则无法形成液膜。5、做H吹肥皂泡实验时，用洗涤剂所配置的溶液如果太浓肥皂泡吹不大，2如果太稀吹不成泡泡。6、做H还原CuO实验时，先通一会H以除去试管中的空气，防止H与空气2 2 2混合，发生爆炸。撤掉酒精灯，继续通H至试管冷却防止高温下，空气中的氧2气将Cu氧化为CuO。7、启普发生器使用过程中若要再添酸或锌粒，产生H之后必须先验纯后使2用，否则会出现不安全事故。8、倾倒液体时使出液口斜向上防止液体喷涌而出。六、讲解实验注意事
8、项1、对启普发生器的讲解按认识构造、工作原理、适用范围、注意事项的顺 序。七、文献综述原则上，金属活动顺序表中H之后的金属与酸反应均可产生H。Mg和稀HSO224反应制H速率太快不便操作，Mg的价格又比Zn高。Fe与稀盐酸反应制H速率太慢,2 2且盐酸又有一定的挥发性，制得的氢气会含有氯化氢气体。所以，实验室通常用Zn 和稀HSO反应.启普发生器使用过程中，有几种常见的异常现象（1）气体压不24出来，现象及原因：洗液的液压太大，因而产生的气体并不流出导气管，而是将 发生器球体中的反应液压入球形漏斗中，使反应液与反应物固体脱离接触，终 止反应。（2）反应液流入洗瓶中，现象及原因：反应液加得太多，而反应液的 液压又比洗液的液压大得多，因而反应液与气体同时流入洗瓶。（3）反应液和 气体倒流，从球形漏斗中压出，现象及原因：反应的固体碎片落入发生器的瓶底， 气体将源源不断地产生。当关闭导气管活塞时，气体便将反应液压出漏斗外，并 随之逸出，若反应液的压差小于洗液的压差时,虽然活塞开启，但碎片产生的气 体仍只能从压强较小的漏斗口逸出，反应液较多时，反应液首先被压出漏斗外。八、参考文献1、罗静波氢气的制取与性质释疑J.化学教育20032、段玉峰.综合训练与设计M.科学出版社2002
