氫氣的制取與性質實驗一體化

馮幸蘭+王新峰+衷明華

中學化學實驗教學“氫氣制取與性質實驗”的實驗裝置存在以下不足：裝置安裝繁瑣、耗時長；實驗制取過程難以控制，無法實現隨時開始及停止；藥品用量多，不便回收，造成浪費，污染環境；爆鳴點火實驗危險性高，容易造成安全問題，引發教學事故。

針對以上問題，筆者經過認真思考，利用微型儀器將實驗進行了改進，具體改進方案如下所示。

一、實驗準備

1.實驗儀器：微型儀器一套（另加內套管一個）、橡膠塞若干、軟導管若干條。

2.實驗藥品：鋅粒、稀硫酸、無水氯化鈣、無水硫酸銅、粗細銅絲。

二、實驗步驟

1.安裝實驗裝置，并檢查其氣密性

安裝時，在粗銅絲做成的燃燒匙的提桿上涂凡士林，便于密閉和上下拉動。

2.添加藥品及制取過程

（1）在具支U型管左邊放入一個裝有

鋅粒并用銅絲綁住的內套管（目的在

于通過提拉銅絲來控制反應的開始及

停止，同時銅絲與反應物鋅粒、稀硫

酸構成原電池，可以加快反應速率）。

（2）在具支U型管右邊放入一個倒置的

內套管，并在內套管錐部放入無水氯化鈣（倒置的目的在于避免無水氯化

鈣與稀硫酸接觸）。

（3）在具支U型管的支管中的小圓球1里放入無水硫酸銅（目的在于檢驗

水是否已除去）。

（4）在具支U型管右邊的直角形通氣管中的圓球2加入無水硫酸銅（目的在

于用來檢查氫氣還原氧化銅有水生成）；直角形通氣管要略微傾斜向下，

以免產生的水倒流，并在直角形通氣管中加入隨意彎曲的CuO絲。

（5）用軟導管將直角形通氣管連接起來，并將其放入盛有肥皂水的燒杯中。

（6）最后在具支U型管左邊加入稀硫酸直至沒過鋅粒。

3.檢查氣體的純度和可燃性

反應有氣體產生時，燒杯中不斷有氣泡冒出，通過點燃吹出的氣泡，可

以檢查氣體的純度。如果氫氣不純，就能聽到尖銳的爆鳴聲；如果氫氣純凈，

可以觀察到藍色火焰，過一會兒，才能聽到爆鳴聲。

4.驗證氫氣具有還原性

當檢查到裝置中的空氣已被排盡后，用酒精燈加熱直角形通氣管中放有CuO絲的地方，CuO絲由黑色變成紅色，圓球1中的無水硫酸銅無明顯變化，而圓球2中的無水硫酸銅由白色變為藍色。

三、改進后的優點

1.該裝置可以將氫氣的制備與性質實驗連為一體，簡化實驗步驟，節省時間。

2.利用反向思維，將盛放無水氯化鈣的內套管倒置，拉大距離，避免稀硫

酸與無水氯化鈣接觸，從而達到充分干燥氫氣的目的。

3.使用該裝置可以隨時控制反應的開始和停止，同時，微型實驗，用量少，

可節約藥品。

4.反應過程中，銅絲具有雙重作用，既可以通過提拉銅絲來控制反應的開始及

停止，又可以與反應物鋅粒、稀硫酸構成原電池，加快反應速率。

5.通過反應前后對比，實驗現象明顯，具有較強的說服力。endprint

中學化學實驗教學“氫氣制取與性質實驗”的實驗裝置存在以下不足：裝置安裝繁瑣、耗時長；實驗制取過程難以控制，無法實現隨時開始及停止；藥品用量多，不便回收，造成浪費，污染環境；爆鳴點火實驗危險性高，容易造成安全問題，引發教學事故。

針對以上問題，筆者經過認真思考，利用微型儀器將實驗進行了改進，具體改進方案如下所示。

一、實驗準備

1.實驗儀器：微型儀器一套（另加內套管一個）、橡膠塞若干、軟導管若干條。

2.實驗藥品：鋅粒、稀硫酸、無水氯化鈣、無水硫酸銅、粗細銅絲。

二、實驗步驟

1.安裝實驗裝置，并檢查其氣密性

安裝時，在粗銅絲做成的燃燒匙的提桿上涂凡士林，便于密閉和上下拉動。

2.添加藥品及制取過程

（1）在具支U型管左邊放入一個裝有

鋅粒并用銅絲綁住的內套管（目的在

于通過提拉銅絲來控制反應的開始及

停止，同時銅絲與反應物鋅粒、稀硫

酸構成原電池，可以加快反應速率）。

（2）在具支U型管右邊放入一個倒置的

內套管，并在內套管錐部放入無水氯化鈣（倒置的目的在于避免無水氯化

鈣與稀硫酸接觸）。

（3）在具支U型管的支管中的小圓球1里放入無水硫酸銅（目的在于檢驗

水是否已除去）。

（4）在具支U型管右邊的直角形通氣管中的圓球2加入無水硫酸銅（目的在

于用來檢查氫氣還原氧化銅有水生成）；直角形通氣管要略微傾斜向下，

以免產生的水倒流，并在直角形通氣管中加入隨意彎曲的CuO絲。

（5）用軟導管將直角形通氣管連接起來，并將其放入盛有肥皂水的燒杯中。

（6）最后在具支U型管左邊加入稀硫酸直至沒過鋅粒。

3.檢查氣體的純度和可燃性

反應有氣體產生時，燒杯中不斷有氣泡冒出，通過點燃吹出的氣泡，可

以檢查氣體的純度。如果氫氣不純，就能聽到尖銳的爆鳴聲；如果氫氣純凈，

可以觀察到藍色火焰，過一會兒，才能聽到爆鳴聲。

4.驗證氫氣具有還原性

當檢查到裝置中的空氣已被排盡后，用酒精燈加熱直角形通氣管中放有CuO絲的地方，CuO絲由黑色變成紅色，圓球1中的無水硫酸銅無明顯變化，而圓球2中的無水硫酸銅由白色變為藍色。

三、改進后的優點

1.該裝置可以將氫氣的制備與性質實驗連為一體，簡化實驗步驟，節省時間。

2.利用反向思維，將盛放無水氯化鈣的內套管倒置，拉大距離，避免稀硫

酸與無水氯化鈣接觸，從而達到充分干燥氫氣的目的。

3.使用該裝置可以隨時控制反應的開始和停止，同時，微型實驗，用量少，

可節約藥品。

4.反應過程中，銅絲具有雙重作用，既可以通過提拉銅絲來控制反應的開始及

停止，又可以與反應物鋅粒、稀硫酸構成原電池，加快反應速率。

5.通過反應前后對比，實驗現象明顯，具有較強的說服力。endprint

中學化學實驗教學“氫氣制取與性質實驗”的實驗裝置存在以下不足：裝置安裝繁瑣、耗時長；實驗制取過程難以控制，無法實現隨時開始及停止；藥品用量多，不便回收，造成浪費，污染環境；爆鳴點火實驗危險性高，容易造成安全問題，引發教學事故。

針對以上問題，筆者經過認真思考，利用微型儀器將實驗進行了改進，具體改進方案如下所示。

一、實驗準備

1.實驗儀器：微型儀器一套（另加內套管一個）、橡膠塞若干、軟導管若干條。

2.實驗藥品：鋅粒、稀硫酸、無水氯化鈣、無水硫酸銅、粗細銅絲。

二、實驗步驟

1.安裝實驗裝置，并檢查其氣密性

安裝時，在粗銅絲做成的燃燒匙的提桿上涂凡士林，便于密閉和上下拉動。

2.添加藥品及制取過程

（1）在具支U型管左邊放入一個裝有

鋅粒并用銅絲綁住的內套管（目的在

于通過提拉銅絲來控制反應的開始及

停止，同時銅絲與反應物鋅粒、稀硫

酸構成原電池，可以加快反應速率）。

（2）在具支U型管右邊放入一個倒置的

內套管，并在內套管錐部放入無水氯化鈣（倒置的目的在于避免無水氯化

鈣與稀硫酸接觸）。

（3）在具支U型管的支管中的小圓球1里放入無水硫酸銅（目的在于檢驗

水是否已除去）。

（4）在具支U型管右邊的直角形通氣管中的圓球2加入無水硫酸銅（目的在

于用來檢查氫氣還原氧化銅有水生成）；直角形通氣管要略微傾斜向下，

以免產生的水倒流，并在直角形通氣管中加入隨意彎曲的CuO絲。

（5）用軟導管將直角形通氣管連接起來，并將其放入盛有肥皂水的燒杯中。

（6）最后在具支U型管左邊加入稀硫酸直至沒過鋅粒。

3.檢查氣體的純度和可燃性

反應有氣體產生時，燒杯中不斷有氣泡冒出，通過點燃吹出的氣泡，可

以檢查氣體的純度。如果氫氣不純，就能聽到尖銳的爆鳴聲；如果氫氣純凈，

可以觀察到藍色火焰，過一會兒，才能聽到爆鳴聲。

4.驗證氫氣具有還原性

當檢查到裝置中的空氣已被排盡后，用酒精燈加熱直角形通氣管中放有CuO絲的地方，CuO絲由黑色變成紅色，圓球1中的無水硫酸銅無明顯變化，而圓球2中的無水硫酸銅由白色變為藍色。

三、改進后的優點

1.該裝置可以將氫氣的制備與性質實驗連為一體，簡化實驗步驟，節省時間。

2.利用反向思維，將盛放無水氯化鈣的內套管倒置，拉大距離，避免稀硫

酸與無水氯化鈣接觸，從而達到充分干燥氫氣的目的。

3.使用該裝置可以隨時控制反應的開始和停止，同時，微型實驗，用量少，

可節約藥品。

4.反應過程中，銅絲具有雙重作用，既可以通過提拉銅絲來控制反應的開始及

停止，又可以與反應物鋅粒、稀硫酸構成原電池，加快反應速率。

5.通過反應前后對比，實驗現象明顯，具有較強的說服力。endprint