氫氣的制備及性質一體化微型實驗改進

許丹萍　衷明華

【中圖分類號】G642.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）18-00-01

氫氣的制備及性質實驗是人教版九年級化學教科書中的一個重要知識點，原實驗制備與性質的檢驗是分別進行的，實驗過程比較繁瑣，也比較浪費時間，不利于教師進行演示實驗；且難以控制反應速率，試劑用量比較多。因此，有必要對該實驗進行改進。

微型實驗具有裝置簡單便攜、試劑用量少、安全性高并且成功率高的特點，且微型儀器成本低，能夠滿足普通學校對實驗操作的需求。本實驗正是利用了微型實驗的這些優點，將常規的氫氣的制備及性質檢驗改進為微型實驗，使學生能夠親自動手實驗，更方便學生學習氫氣的物理性質和化學性質。

一、實驗原理

制取氫氣：Zn+H2SO4=H2↑+ZnSO4

2H2+O2=2H2O

H2+CuOCu+H2O

二、實驗改進

（一）實驗用品

1.實驗儀器：側泡具支試管、V形側泡反應管、注射器、針頭、酒精燈、棉花、鑷子、燒杯

2.實驗試劑：稀硫酸、鋅粒、氧化銅、無水硫酸銅

（二）實驗裝置

（三）實驗步驟及現象

1.檢驗裝置的氣密性

2.裝藥品：往側泡具支試管中加入適量的鋅粒，在注射器內加入適量稀硫酸，插入側泡具支試管的橡膠塞中，并往V形側泡反應管中加入灼燒過的一小捆銅絲和適量無水硫酸銅

3.開始反應：擠壓裝有稀硫酸的注射器，讓稀硫酸沒過鋅粒

4.檢驗氣體純度：反應開始一會后，用鑷子夾一小團蘸有肥皂水的棉花在裝置末端的針頭抹一下，將會看到一個氣泡，用點燃的火柴靠近氣泡，若發出尖銳的爆鳴聲則表明氫氣不純，若聽到“噗”的一聲，則表明氫氣純凈。

5.驗證氫氣的還原性：當檢驗氫氣純凈后，用酒精燈在裝有CuO的地方加熱一段時間，可觀察到CuO由黑色變成紅色的Cu，無水硫酸銅變藍，說明有水生成。反應結束后，先移去酒精燈，繼續通氫氣至試管冷卻。

6.氫氣燃燒：直接用點燃的火柴靠近裝置末端的針頭，觀察火焰的顏色，并用一個干燥的燒杯罩在火焰上方，可以觀察到燒杯壁上有水珠

三、改進后的優點

1.改用微型裝置，使氫氣的制備和性質實驗一體化，簡單實用，試劑用量少，且安全性較高。能變原本教師進行的演示實驗為學生親自動手的自主探究實驗，有利于提高學生的實驗操作能力。

2.該反應可以通過注射器能控制稀硫酸的用量，進而控制反應的速率；又可通過酒精燈加熱與否來控制氫氣性質實驗的進行與停止。操作簡單安全，使中學生易于接受。

3.氫氣的驗純和物理性質可通過肥皂泡來體現，現象直觀明顯。

參考文獻：

[1]衷明華.中學化學實驗教學研究[M].廣州：暨南大學出版社，2010.77-79