氢气制备与性质实验改进与创新

周晓丽　衷明华

【摘 要】 通过分析人教版初中化学上册氢气的性质实验的不足，设计出一款集氢气制备与性质检测一体化、微型实验装置。此实验装置能有效达到实验药品用量少、易操作、实验教学耗时较少等目的，改进后的实验符合绿色化学的理念：节约、环保。

【关键词】 氢气制备与性质实验；实验装置改进；一体化微型实验

【中图分类号】G64.20 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）22-0-01

1.1实验改进原因

在人教版初中化学上册中，是从电解水实验引出氢气的制备、检验、性质等相关知识点。通过电解水制取氢气、接着收集一试管的氢气进行验纯和进行氢气可燃性性质的实验，虽然现象明显，但是实验却存在很大问题：电解水制取氢气实验较复杂，现象不明显，所获得的氢气的量很少，并且有干扰气体氧气的影响；单独收集一试管的氢气进行验纯和进行可燃性性质实验，过程较繁琐，并且氢气若不纯，在点火情况下会发生爆炸等；课本对氢气的另一性质还原性只是简单提及。因此，针对以上问题，将课本中的电解水制取氢气和对氢气进行验纯以及性质实验进行改进，更改为氢气制取与性质检验一体化的微型实验。这种创新设计高效、简洁、环保、易操作且现象明显的实验装置显然更加有意义。

1.2实验改进装置

改进后的实验装置图：

1.3实验仪器

1个带有小试管的U型微型试管、烧杯、1个止气夹、橡胶塞、橡胶管、一支注射器、一只酒精灯、棉花

1.4实验药品

1：4带有Cu2+的硫酸溶液、锌粒、铜丝、氯化钙颗粒

1.5实验步骤及现象

1.5.1组装仪器：按照实验装置图组装实验仪器，将导气管导入水中，用酒精灯在U型管下缓缓加热，若放入水中的导气管口有气泡冒出，则气密性良好。

1.5.2加药品：拔下橡胶塞，取出小试管，将包有氯化钙颗粒的棉花按照实验装置图放置，取少量（6—7粒）锌粒于小试管中，取一根铜丝于U型管底部，将小试管放置于U型管中。针筒量取2ml硫酸溶液。固定装置，打开止气夹。

1.5.3反应过程：用酒精灯微微加热铜丝至铜丝变为黑色，撤离酒精灯，缓缓按压针筒，硫酸与锌粒发生反应。隔一小段时间后，发现U型管底部的黑色铜丝变为红色，表现氢气的还原性，可以将氧化铜还原为铜。用燃烧的小木条靠近导气管口，发现导气管口有持续火焰在燃烧，烧杯内壁有水珠生成，表现氢气的可燃烧性。实验结束后，将反应剩余的锌渣倒入废料桶中。

1.6实验改进说明

该实验装置是以锌与硫酸反应生成氢气作为发生装置，将氢气的还原性和氢气的可燃烧性结合在该装置中。使整个装置简单、方便学生老师操作、并且环保，不浪费药品等。氢气制备与性质实验合三为一，简化了实验操作过程，并且能够在实验中观察锌与硫酸反应现象和氢气还原、可燃烧等现象，以此来判断氢气的性质。整个实验都在密闭的环境中完成反应，既不污染环境也不浪费药品，这体现了绿色化学的理念。