氢气制取与性质一体化微型实验研究报告

周洁

摘要：氢气的制取与性质实验，是现行许多初中化學教材的重要内容，目前氢气的实验存在很大的改进空间，作者尝试的改进能实现氢气的制取与性质、检验一体化，且有利于学生进行分组实验。

关键词：微型实验;实验改进;创新;绿色

文章编号：1008-0546（2019）06-0078-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.06.022

氢气是初中阶段学生需要掌握的一种重要的气体，氢气的制取与性质实验，是现行许多初中化学教材的重要内容。笔者所在地区所用教材——沪教版中虽然没有氢气的制取和性质基础实验，但是其制取和性质却是重点知识。

纵观目前教材及文献中的氢气制取和性质实验，主要存在以下值得思考的地方：①实验较零散;②所需药品较多、浪费原料;③仪器较繁琐、操作不便、耗时较长;④氢气爆炸极限为4%-75%，容易发生爆炸，危险性高;⑤虽然也有一些一体化微型实验仪器的成套设计，但设计较复杂，且许多学校并没有购置成套实验仪器，因此难以全面推广。

笔者在研究大量实验的基础上，进行了以下一体化实验设计，现报告如下：

二、仪器药品

集气瓶、球形干燥管、玻璃导管、橡皮管、止水夹、w形管、尖嘴导管、迷你酒精灯、铁架台、小木条;锌粒、稀盐酸、氧化铜、无水硫酸铜。

三、实验装置

改进实验装置如图l所示。

四、操作要点及现象

1.连接装置（如图1所示）

2.检查装置气密性：将最左侧的尖嘴导管放入水中，用手握住左侧球形干燥管，若导管口有气泡冒出，松手后形成一段水柱，则装置气密性良好。

3.氢气的制取：打开止水夹，稀盐酸逐渐没过锌粒，反应开始，产生氢气。此时可进行氢气的验纯，也可利用肥皂水鼓出氢气泡泡，点燃，发出“噗”的一声，产生一团火球，增加其趣味性。

4.氢气的可燃性：用小木条将尖嘴导管处点燃，产生火焰，罩一支干冷的小试管，试管壁有水雾（如图2）。

5.氢气的还原性：点燃酒精灯，对准CuO加热，黑色固体逐渐变红，无水硫酸铜变蓝（如图3）。

6.停止实验：关闭止水夹，液面逐渐下降至锌粒下方，反应停止。

五、创新之处

1.实现了氢气的制取与性质、检验一体化，操作方便。

2.氢气的制备装置可以随时控制反应的发生和停止，更安全可靠。

3.采用微型实验装置，药品用量少，节约资源，更环保，符合绿色化学的理念。

4.耗时短，快速高效，提高了课堂教学的效率;现象明显，且有一定的趣味性，提高了学生的参与度和兴趣度。

5.学生分组可操作性强，且近距离观察和思考，能捕捉更多生成性资源，有利于学生发散思维。

6.装置仪器、药品方便易得，有利于推广。

六、实验反思

1.针对w形管可能不太容易烧制的特点，还可用90。的尖嘴导管代替，经过实验发现切实可行（如图4）。

2.氢气燃烧的火焰为淡蓝色，实验过程中做了很多尝试也没有观测到预期现象，为此也查阅了很多资料。笔者尝试了不锈钢气门芯管、铁质空心螺丝、金属笔管、铝箔包裹尖嘴导管、金属针头（图5），均为黄色火焰（如图6）。如何观察到淡蓝色火焰，还需继续学习研究，笔者接下来准备在铝箔上继续改进，以期得到预期现象。