氢气的制取与性质实验的微型化改进

陈婉玲++王丹培++衷明华

一、实验目的

氢气的制备方法很多。早期实验室制备氢气的方法是由启普（P·J·Kipp）所设计的气体发生装置——启普气体发生器，用锌粒（粉）与稀硫酸或稀盐酸反应，再将产生的氢气用排水法来收集。现行人教版化学课本中实验室制备氢气的方法只是在旧法基础上加以改进。

一般的实验室制备氢气及其性质实验中存在以下不足：1.实验操作步骤繁琐，实验耗时长；2.实验过程不连贯，导致其中氢气的损失过多，耗费资源；3.实验中的安全性及性质的明显性不足；4.氢气性质实验的验证中，难以区分水的产生是由氢气制备之时引入的或是由氢气的燃烧产生的。针对以上问题，本文对该实验进行了微型化改造。

二、实验原理

实验室制取氢气一般采用锌粒与稀硫酸反应制得，其反应原理如下：

三、实验仪器及试剂

仪器：操作底座一个，支柱两个，具支U型管一个，内套管一个，多用滴管一个，具支试管一个，直形通气管一个，酒精灯一个，止气夹一个，烧杯一个，试管夹一个，橡皮管、橡皮塞若干，火柴一盒，抹布一块，蜡烛一根。

实验用品：锌粒、稀硫酸、铜丝铜片、无水氯化钙、稀释的洗洁精。

四、实验装置图及仪器组装说明（微型实验图略去操作底座、支柱及铁夹）

图1微型仪器装置图

五、实验操作

1.将装置按图1所示连接好后，于具支试管的支管口涂适量的洗洁精，用酒精灯在具支U型管底部微热进行气密性检验，如若支管口有气泡产生，则说明装置气密性好。

2.添加好药品并在具支试管的支管口涂适量的洗洁精，挤压多用滴管使装于多用滴管中的稀硫酸流入具支U型管中，并用止水夹夹住多用滴管，使得Zn粒与稀硫酸反应产生的气体通过固体干燥之后于涂抹洗洁精的支口形成气泡冒出。

3.用点燃的蜡烛对产生的气泡进行气体验纯。

4.紧接着，点燃酒精灯，进行氢气性质的探究，用试管夹夹住烧杯，倒扣在具支试管的支管口，观察倒扣烧杯壁上的变化以及铜片的颜色变化。

5.实验结束时，将止水夹打开，稀硫酸由于压力差而回流入多用滴管中，实验停止。（此设计亦可以随时控制实验的进度）

六、装置改进意义

1.采用微型实验，实现了试剂用量少、实验现象明显的目标，体现了绿色环保的理念。

2.实验装置化繁为简，操作步骤简单易行，且实验过程中，操作者可以有效、快捷、便利地控制氢气的产生速率。在说明稀硫酸和锌粒反应生成气体的现象中，通过“支管吹泡”的设计理念将现象扩大化、明显化，既方便学生观察，也能使学生联想到平时用洗洁精吹泡泡的经历，从而引起知识上的共鸣，激发学生的学习兴趣。

3.从安全角度出发，用点燃的蜡烛代替酒精灯验纯气体，避免了因倾斜而造成酒精洒落的危险。

4.解决了“水的产生是由氢气制备之时引入的或是氢气的燃烧产生的”疑问，先将产生的氢气通过无水氯化钙，干燥后再用于燃烧，进而说明氢气燃烧产生了水。

七、注意事项

1.直形通气管与具支U型管相衔接处的胶管必须套至直形通气管第一个圆形处，保证装置的气密性。

2.注意勿让CaCl2固体堵住直形通气管的管口，以免气体难以排出。

3.挤压多用滴管加稀硫酸反应后可用止水夹夹住，防止稀硫酸由于气压差而倒流。

4.注意用酒精灯加热铜丝时，应用外焰加热，以免使玻璃外层变黑，难以观察直形通气管中铜丝的变化情况。

（责任编辑罗艳）endprint

一、实验目的

氢气的制备方法很多。早期实验室制备氢气的方法是由启普（P·J·Kipp）所设计的气体发生装置——启普气体发生器，用锌粒（粉）与稀硫酸或稀盐酸反应，再将产生的氢气用排水法来收集。现行人教版化学课本中实验室制备氢气的方法只是在旧法基础上加以改进。

一般的实验室制备氢气及其性质实验中存在以下不足：1.实验操作步骤繁琐，实验耗时长；2.实验过程不连贯，导致其中氢气的损失过多，耗费资源；3.实验中的安全性及性质的明显性不足；4.氢气性质实验的验证中，难以区分水的产生是由氢气制备之时引入的或是由氢气的燃烧产生的。针对以上问题，本文对该实验进行了微型化改造。

二、实验原理

实验室制取氢气一般采用锌粒与稀硫酸反应制得，其反应原理如下：

三、实验仪器及试剂

仪器：操作底座一个，支柱两个，具支U型管一个，内套管一个，多用滴管一个，具支试管一个，直形通气管一个，酒精灯一个，止气夹一个，烧杯一个，试管夹一个，橡皮管、橡皮塞若干，火柴一盒，抹布一块，蜡烛一根。

实验用品：锌粒、稀硫酸、铜丝铜片、无水氯化钙、稀释的洗洁精。

四、实验装置图及仪器组装说明（微型实验图略去操作底座、支柱及铁夹）

图1微型仪器装置图

五、实验操作

1.将装置按图1所示连接好后，于具支试管的支管口涂适量的洗洁精，用酒精灯在具支U型管底部微热进行气密性检验，如若支管口有气泡产生，则说明装置气密性好。

2.添加好药品并在具支试管的支管口涂适量的洗洁精，挤压多用滴管使装于多用滴管中的稀硫酸流入具支U型管中，并用止水夹夹住多用滴管，使得Zn粒与稀硫酸反应产生的气体通过固体干燥之后于涂抹洗洁精的支口形成气泡冒出。

3.用点燃的蜡烛对产生的气泡进行气体验纯。

4.紧接着，点燃酒精灯，进行氢气性质的探究，用试管夹夹住烧杯，倒扣在具支试管的支管口，观察倒扣烧杯壁上的变化以及铜片的颜色变化。

5.实验结束时，将止水夹打开，稀硫酸由于压力差而回流入多用滴管中，实验停止。（此设计亦可以随时控制实验的进度）

六、装置改进意义

1.采用微型实验，实现了试剂用量少、实验现象明显的目标，体现了绿色环保的理念。

2.实验装置化繁为简，操作步骤简单易行，且实验过程中，操作者可以有效、快捷、便利地控制氢气的产生速率。在说明稀硫酸和锌粒反应生成气体的现象中，通过“支管吹泡”的设计理念将现象扩大化、明显化，既方便学生观察，也能使学生联想到平时用洗洁精吹泡泡的经历，从而引起知识上的共鸣，激发学生的学习兴趣。

3.从安全角度出发，用点燃的蜡烛代替酒精灯验纯气体，避免了因倾斜而造成酒精洒落的危险。

4.解决了“水的产生是由氢气制备之时引入的或是氢气的燃烧产生的”疑问，先将产生的氢气通过无水氯化钙，干燥后再用于燃烧，进而说明氢气燃烧产生了水。

七、注意事项

1.直形通气管与具支U型管相衔接处的胶管必须套至直形通气管第一个圆形处，保证装置的气密性。

2.注意勿让CaCl2固体堵住直形通气管的管口，以免气体难以排出。

3.挤压多用滴管加稀硫酸反应后可用止水夹夹住，防止稀硫酸由于气压差而倒流。

4.注意用酒精灯加热铜丝时，应用外焰加热，以免使玻璃外层变黑，难以观察直形通气管中铜丝的变化情况。

（责任编辑罗艳）endprint

一、实验目的

氢气的制备方法很多。早期实验室制备氢气的方法是由启普（P·J·Kipp）所设计的气体发生装置——启普气体发生器，用锌粒（粉）与稀硫酸或稀盐酸反应，再将产生的氢气用排水法来收集。现行人教版化学课本中实验室制备氢气的方法只是在旧法基础上加以改进。

一般的实验室制备氢气及其性质实验中存在以下不足：1.实验操作步骤繁琐，实验耗时长；2.实验过程不连贯，导致其中氢气的损失过多，耗费资源；3.实验中的安全性及性质的明显性不足；4.氢气性质实验的验证中，难以区分水的产生是由氢气制备之时引入的或是由氢气的燃烧产生的。针对以上问题，本文对该实验进行了微型化改造。

二、实验原理

实验室制取氢气一般采用锌粒与稀硫酸反应制得，其反应原理如下：

三、实验仪器及试剂

仪器：操作底座一个，支柱两个，具支U型管一个，内套管一个，多用滴管一个，具支试管一个，直形通气管一个，酒精灯一个，止气夹一个，烧杯一个，试管夹一个，橡皮管、橡皮塞若干，火柴一盒，抹布一块，蜡烛一根。

实验用品：锌粒、稀硫酸、铜丝铜片、无水氯化钙、稀释的洗洁精。

四、实验装置图及仪器组装说明（微型实验图略去操作底座、支柱及铁夹）

图1微型仪器装置图

五、实验操作

1.将装置按图1所示连接好后，于具支试管的支管口涂适量的洗洁精，用酒精灯在具支U型管底部微热进行气密性检验，如若支管口有气泡产生，则说明装置气密性好。

2.添加好药品并在具支试管的支管口涂适量的洗洁精，挤压多用滴管使装于多用滴管中的稀硫酸流入具支U型管中，并用止水夹夹住多用滴管，使得Zn粒与稀硫酸反应产生的气体通过固体干燥之后于涂抹洗洁精的支口形成气泡冒出。

3.用点燃的蜡烛对产生的气泡进行气体验纯。

4.紧接着，点燃酒精灯，进行氢气性质的探究，用试管夹夹住烧杯，倒扣在具支试管的支管口，观察倒扣烧杯壁上的变化以及铜片的颜色变化。

5.实验结束时，将止水夹打开，稀硫酸由于压力差而回流入多用滴管中，实验停止。（此设计亦可以随时控制实验的进度）

六、装置改进意义

1.采用微型实验，实现了试剂用量少、实验现象明显的目标，体现了绿色环保的理念。

2.实验装置化繁为简，操作步骤简单易行，且实验过程中，操作者可以有效、快捷、便利地控制氢气的产生速率。在说明稀硫酸和锌粒反应生成气体的现象中，通过“支管吹泡”的设计理念将现象扩大化、明显化，既方便学生观察，也能使学生联想到平时用洗洁精吹泡泡的经历，从而引起知识上的共鸣，激发学生的学习兴趣。

3.从安全角度出发，用点燃的蜡烛代替酒精灯验纯气体，避免了因倾斜而造成酒精洒落的危险。

4.解决了“水的产生是由氢气制备之时引入的或是氢气的燃烧产生的”疑问，先将产生的氢气通过无水氯化钙，干燥后再用于燃烧，进而说明氢气燃烧产生了水。

七、注意事项

1.直形通气管与具支U型管相衔接处的胶管必须套至直形通气管第一个圆形处，保证装置的气密性。

2.注意勿让CaCl2固体堵住直形通气管的管口，以免气体难以排出。

3.挤压多用滴管加稀硫酸反应后可用止水夹夹住，防止稀硫酸由于气压差而倒流。

4.注意用酒精灯加热铜丝时，应用外焰加热，以免使玻璃外层变黑，难以观察直形通气管中铜丝的变化情况。

（责任编辑罗艳）endprint