氫氣制備與性質實驗改進與創新

周曉麗　衷明華

【摘 要】 通過分析人教版初中化學上冊氫氣的性質實驗的不足，設計出一款集氫氣制備與性質檢測一體化、微型實驗裝置。此實驗裝置能有效達到實驗藥品用量少、易操作、實驗教學耗時較少等目的，改進后的實驗符合綠色化學的理念：節約、環保。

【關鍵詞】 氫氣制備與性質實驗；實驗裝置改進；一體化微型實驗

【中圖分類號】G64.20 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-0-01

1.1實驗改進原因

在人教版初中化學上冊中，是從電解水實驗引出氫氣的制備、檢驗、性質等相關知識點。通過電解水制取氫氣、接著收集一試管的氫氣進行驗純和進行氫氣可燃性性質的實驗，雖然現象明顯，但是實驗卻存在很大問題：電解水制取氫氣實驗較復雜，現象不明顯，所獲得的氫氣的量很少，并且有干擾氣體氧氣的影響；單獨收集一試管的氫氣進行驗純和進行可燃性性質實驗，過程較繁瑣，并且氫氣若不純，在點火情況下會發生爆炸等；課本對氫氣的另一性質還原性只是簡單提及。因此，針對以上問題，將課本中的電解水制取氫氣和對氫氣進行驗純以及性質實驗進行改進，更改為氫氣制取與性質檢驗一體化的微型實驗。這種創新設計高效、簡潔、環保、易操作且現象明顯的實驗裝置顯然更加有意義。

1.2實驗改進裝置

改進后的實驗裝置圖：

1.3實驗儀器

1個帶有小試管的U型微型試管、燒杯、1個止氣夾、橡膠塞、橡膠管、一支注射器、一只酒精燈、棉花

1.4實驗藥品

1：4帶有Cu2+的硫酸溶液、鋅粒、銅絲、氯化鈣顆粒

1.5實驗步驟及現象

1.5.1組裝儀器：按照實驗裝置圖組裝實驗儀器，將導氣管導入水中，用酒精燈在U型管下緩緩加熱，若放入水中的導氣管口有氣泡冒出，則氣密性良好。

1.5.2加藥品：拔下橡膠塞，取出小試管，將包有氯化鈣顆粒的棉花按照實驗裝置圖放置，取少量（6—7粒）鋅粒于小試管中，取一根銅絲于U型管底部，將小試管放置于U型管中。針筒量取2ml硫酸溶液。固定裝置，打開止氣夾。

1.5.3反應過程：用酒精燈微微加熱銅絲至銅絲變為黑色，撤離酒精燈，緩緩按壓針筒，硫酸與鋅粒發生反應。隔一小段時間后，發現U型管底部的黑色銅絲變為紅色，表現氫氣的還原性，可以將氧化銅還原為銅。用燃燒的小木條靠近導氣管口，發現導氣管口有持續火焰在燃燒，燒杯內壁有水珠生成，表現氫氣的可燃燒性。實驗結束后，將反應剩余的鋅渣倒入廢料桶中。

1.6實驗改進說明

該實驗裝置是以鋅與硫酸反應生成氫氣作為發生裝置，將氫氣的還原性和氫氣的可燃燒性結合在該裝置中。使整個裝置簡單、方便學生老師操作、并且環保，不浪費藥品等。氫氣制備與性質實驗合三為一，簡化了實驗操作過程，并且能夠在實驗中觀察鋅與硫酸反應現象和氫氣還原、可燃燒等現象，以此來判斷氫氣的性質。整個實驗都在密閉的環境中完成反應，既不污染環境也不浪費藥品，這體現了綠色化學的理念。