制備氫氣實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上氫氣的制法與性質(zhì)2009級(jí)化學(xué)1班（2）組1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求熟悉啟普發(fā)生器的原理和構(gòu)造，掌握其操作技能；掌握演示H2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和安全操作技能；初步掌握H2還原CuO實(shí)驗(yàn)的方法。2、 實(shí)驗(yàn)原理Zn + H2SO4 (稀) ZnSO4 + H2 2H2 + O2 2H2OH2 + CuO Cu + H2O 三、儀器、材料與藥品 啟普發(fā)生器、燒杯(500mL、150mL、50mL)、水槽、橡皮管、試管及試管架、玻璃導(dǎo)氣管、玻璃尖嘴管、鐵架臺(tái)(配鐵夾)、凡士林、塑料瓶或易拉罐、玻璃棒、酒精燈、玻璃絲、火柴、石棉網(wǎng)、洗瓶；洗滌劑溶液、CuSO4溶液、鋅粒、稀H2SO4(14)

2、、氧化銅。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.利用啟普發(fā)生器制取氫氣啟普發(fā)生器（如下圖）由三部分組成。上面一部分是球形漏斗，下面一部分是玻璃球和玻璃半球所組成的容器，第三部分是帶旋鈕的導(dǎo)氣管。 打開旋鈕時(shí)的狀態(tài) 關(guān)閉旋鈕時(shí)的狀態(tài) （1）涂凡士林密封。在旋鈕處、底座的一側(cè)、球形漏斗和玻璃球的磨口處三處分別抹上適量的凡士林，使其摩擦均勻光滑。（2）檢查裝置氣密性。先打開導(dǎo)氣管上的旋鈕，由漏斗處注入水后，直到底部的玻璃半球裝滿，再關(guān)閉旋鈕，繼續(xù)從漏斗處注入水，當(dāng)液面上升到球形漏斗的1/3處，在液面處劃一記號(hào)，若數(shù)分鐘內(nèi)液面不下降，說明氣密性好；若下降，則氣密性不好，可繼續(xù)涂凡士林密封。（3）纏化學(xué)纖維。在球形漏斗頸適

3、當(dāng)位置（稍下端即可）用化學(xué)纖維編繞數(shù)圈，以防止鋅粒下落，編繞完化學(xué)纖維，應(yīng)該用水檢驗(yàn)一下，化學(xué)纖維是否編繞過多過緊，液體能否順利流過。（4）裝固體和液體。給啟普發(fā)生器中加水至金屬鋅全部淹沒處，倒水后量水的體積，這就是稀硫酸的體積。將容器側(cè)身由上口或側(cè)口處加入用CuSO4溶液浸泡過的鋅粒，用玻璃棒將鋅粒鋪勻，將發(fā)生器放直，安上導(dǎo)氣管，打開旋鈕，由上口加入稀硫酸（VV=14）至淹沒鋅粒處，關(guān)上旋鈕，固、液分離，稀硫酸液面升至漏斗處。 2.H2的性質(zhì) （1）H2純度的檢驗(yàn) 打開旋鈕，用排水法收集一試管的H2，管口向下移近火焰，放開拇指，如有尖銳的爆鳴聲，證明氫氣不純，要繼續(xù)收集并檢驗(yàn)，直至只發(fā)出輕微

4、的“噗”聲為止，此時(shí)H2已純，可以使用。 （2）H2在空氣中燃燒檢驗(yàn)純度后，在導(dǎo)氣管上連接一尖嘴玻璃管，點(diǎn)燃后，在深色背景下，可以明顯看到氫氣在空氣中靜靜地燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰（將制得的H2點(diǎn)燃，其火焰呈黃色，可能是玻璃中鈉元素的干擾）。在火焰上方罩一干凈燒杯，片刻燒杯內(nèi)壁就有液體順壁流下，該液體是水。反應(yīng)方程式： 2H2 + O2 2H2O（3）H2與空氣混合的爆鳴 取一小塑料瓶，在底部鑿一火柴梗粗細(xì)小孔，食指堵住小孔，排水法集滿H2后，倒放于桌面上，口部墊上石棉網(wǎng)（將塑料瓶一半放在鐵絲網(wǎng)處）以保證空氣通暢。點(diǎn)燃火柴，放開手指，用火柴梗捅透小孔水磨，點(diǎn)燃H2，深色背景下因H2較純，火焰燃燒平

5、靜，可以看到淡藍(lán)色火焰。過一會(huì)兒，空氣從盒底口流入，積到一定比例，發(fā)生爆鳴。 采用向下排空氣法收集H2，同上方法和空氣混合爆鳴。當(dāng)H2和空氣的體積比為25時(shí)，產(chǎn)生的爆鳴聲音最大（H2與空氣的混合氣體發(fā)生爆鳴的極限為4%-74.4%，若筒內(nèi)H2純度過高超過爆鳴上限時(shí)，點(diǎn)火后首先是它的安靜燃燒。由于燃燒消耗H2，使筒內(nèi)壓強(qiáng)變小，空氣便從下口源源不斷地進(jìn)入筒內(nèi)，當(dāng)H2含量進(jìn)入爆鳴范圍，即發(fā)生爆鳴）?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式： 2H2 + O2 2H2O（4）H2吹肥皂泡取少量洗滌劑用蒸餾水配成溶液，（V：V=1:2）。用橡皮管在洗滌液中蘸一下，管口仍朝下，慢慢開通H2流，待氣泡出現(xiàn)后，將管口迅速反轉(zhuǎn)朝上，輕輕

6、擺動(dòng)或用嘴吹，泡泡脫離管后，用火在氣泡上方點(diǎn)燃，隨著“噗”的一聲，伴有黃色的火球出現(xiàn)（火球呈黃色由于洗滌劑中含有十二烷基苯磺酸鈉）。化學(xué)反應(yīng)方程式： 2H2 + O2 2H2O（5）H2還原CuO取一干燥的硬質(zhì)試管，底部鋪有薄薄一層氧化銅并傾斜安裝于鐵架臺(tái)上（管口略低于底部），先通一會(huì)H2（除去試管中的空氣，防止H2與空氣混合，發(fā)生爆炸），然后加熱，當(dāng)管口有液滴出現(xiàn)時(shí)，CuO加熱部位有黑色變?yōu)榧t熱，在慢慢變?yōu)榧t紫色。撤掉酒精燈，繼續(xù)通H2至試管冷卻。檢查紫紅色的金屬銅中是否含有Cu2O（磚紅色），可將制成的紫紅色金屬銅取少量加入盛有稀H2SO4的試管中，觀察溶液是否變藍(lán)。反應(yīng)方程式為：H2 +

7、 CuO Cu + H2O Cu2O + H2SO4 Cu + CuSO4 + H2O 五、注意事項(xiàng) 1.使用啟普發(fā)生器時(shí)，容器底座的活塞最好用繩子扎緊，以免H2壓力過（因鋅的顆粒小而落入酸液中不斷反應(yīng)使然），沖開活塞。 2.為使反應(yīng)速率更快，先將鋅粒浸在CuSO4溶液中至發(fā)黑（鋅用CuSO4浸泡，形成微電池，是反應(yīng)速率加快），再給發(fā)生器中加入，在發(fā)生器周圍包圍上一圈，大約兩勺即可。 3.啟普發(fā)生器使用完畢，用塞子堵住漏斗口，將發(fā)生器側(cè)身，由下口倒出廢酸液（統(tǒng)一收集），拔下導(dǎo)氣管塞子，此處倒出余鋅（要回收），將發(fā)生器洗干凈，擦干凈磨口處凡士林并墊一硬紙收藏。 4.啟普發(fā)生器使用過程中若要再添酸

8、或鋅粒，產(chǎn)生H2之后必須先驗(yàn)純后使用，否則會(huì)出現(xiàn)不安全事故。 5.H2吹肥皂泡因玻璃管表面光滑，沾不住皂液，難以吹成，故用橡皮管。在點(diǎn)燃?xì)馀輹r(shí)，應(yīng)該把點(diǎn)燃的火柴放在氣泡上方等待氣泡上來，如果在氣泡下面追著氣泡點(diǎn)燃，很難追上，所以應(yīng)在氣泡上方去點(diǎn)燃。 6.H2與空氣的混合氣體發(fā)生爆鳴的極限為4%74.2%(體積分?jǐn)?shù))。若筒內(nèi)H2純度過高即超過爆鳴上限時(shí)，點(diǎn)火后首先是它的安靜燃燒。由于燃燒消耗H2使筒內(nèi)壓強(qiáng)變小，空氣便從下口源源不斷地進(jìn)入筒內(nèi)，當(dāng)H2的含量進(jìn)入爆鳴范圍，即發(fā)生爆鳴。傳統(tǒng)的方法是用排氣法收集H2，筒內(nèi)到底收集了多少H2全憑經(jīng)驗(yàn)，這就為點(diǎn)燃H2能否使它爆鳴埋下隱患，教師無法把握是否能成功。六、相關(guān)文獻(xiàn)與重點(diǎn)文獻(xiàn)綜述1. 王志法. J. , .中學(xué)化學(xué)中最常用于制備氫氣的裝置是啟普發(fā)生器，但在實(shí)際的教學(xué)中由于啟普發(fā)生器價(jià)格較貴且裝置較大，平時(shí)用的比較多的是簡易裝置。2. 羅華榮,彭曉玲. J. , .一般氫氣的制取及氫氣、氧氣混合氣爆鳴實(shí)驗(yàn)存在以下不足: 實(shí)驗(yàn)裝置繁鎖、零部件多,攜帶不便; 玻璃儀器在操作使用及爆鳴實(shí)驗(yàn)時(shí)存在不安全因素;藥品用量多, 不便回收, 易造成浪費(fèi),污染環(huán)境; 爆鳴實(shí)驗(yàn)點(diǎn)火時(shí)學(xué)生有緊張、恐懼心理, 容易出事。對(duì)此,提出