氢气的实验室制法与性质实验报告

§实验三、氢气的实验室制法与性质

2010级化学1班1223实验室

一、实验目的

1．熟悉启普发生器的原理和构造，掌握其操作技能；

2．掌握演示氢气的性质实验和安全操作技能；

3．初步掌握氢气还原氧化铜实验的方法。

二、实验原理

1．氢气的实验室制备方法

Zn+H2SO4（稀）ZnSO4+H2↑

2．氢气的性质

（1）物理性质

氢气是无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。

（2）化学性质

①可燃性2H2+O2 点燃

2H2O

②还原性H2+CuO 高温

Cu+H2O

3.启普发生器

【使用条件】块状固体与液体反应，反应不需加热，生成的气体难溶于水。【工作原理】打开活塞，球形漏斗中的液体与葫芦状容器内的固体接触，反应开始，收集到所需气体后，关闭活塞，气体将液体压回球形

漏斗中，固体与液体分离，反应停止。

【优点】能根据需要控制反应的进行，使反应随时发生或停止。

三、实验操作过程与实验现象

1．装置的检验

（1）检验是否漏液

打开导气管上的旋钮，由漏斗处注入水至液面没过玻璃半球上的出液口。一段时间后观察出液口是否有水渗出，若没有说明不漏液，

若有可在塞子磨口处涂凡士林密封。

（2）检验是否漏气

关闭导气管上的旋钮，由漏斗处注入水至玻璃球的一半处，在液面处划一记号，若数分钟内液面不下降，说明气密性好；若下降可在

磨口处涂凡士林密封。

2．氢气的制取与收集

（1）在球形漏斗颈适当位置用玻璃丝编绕数圈，以阻止锌粒下落。

（2）将漏斗插入，用玻璃棒将玻璃丝拨至容器细颈处后，从容器侧口处加入用硫酸铜溶液浸泡过的锌粒。

（3）将反应器放直，安上导气管，打开旋塞，由上口加入稀硫酸（98%的浓硫酸与水按照1:4的比例稀释）至淹没锌粒处，有气体产生，用

排水法收集氢气；关上旋钮，固、液体分离，稀硫酸液面升至漏斗

处。

3．氢气的性质

（1）H2纯度的检验

【操作过程】打开旋钮，用排水法收集一试管氢气，管口向下移近火

焰，放开拇指。

【实验现象】听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯，可以使用。（2）H2在空气中燃烧

【操作过程】检验纯度后，在导管上连接一尖嘴玻璃管，点燃，观察

现象；在火焰上方罩一干燥烧杯，观察现象。

【实验现象】氢气在空气中安静的燃烧，火焰呈黄色，略显蓝色。（尖

嘴玻璃管中的钠元素燃烧发出黄色火焰）在火焰上方罩

一干燥烧杯，片刻烧杯内壁有液滴顺壁流下。

（3）H2与空气混合气的爆鸣

【操作过程】取一端开口的塑料瓶，在底部凿一火柴梗粗细小孔，食

指堵住小孔，排水法集满氢气后，倒放于桌面上，口部

垫上石棉网以保证空气通畅。点燃火柴，放开手指，用

火柴梗捅透小孔水膜，点燃氢气，观察现象。

【实验现象】氢气安静燃烧，发出淡蓝色火焰，空气从盒底流入后，

积累到一定体积，发生爆鸣。

（4）H2吹肥皂泡

【操作过程】取少量洗涤剂用蒸馏水配成溶液，用橡皮管在洗涤液中

蘸一下，管口仍朝下，慢慢开通氢气流，待气泡出现后，

将管口迅速反转朝上，轻轻摆动或用嘴吹气，泡泡脱离

管口，用火柴在气泡上方点燃，观察现象。

【实验现象】点燃后，发出“噗”的一声，伴有黄色火球出现。（5）H2还原CuO

【操作过程】取一干燥的硬质试管，底部铺薄薄一层氧化铜并倾斜安装于铁架台上（管口略低于底部），先通一会氢气，然后加热，

观察现象；反应结束后，撤掉酒精灯，继续通氢气至试管

冷却。

【实验现象】加热后，试管口有液滴出现，氧化铜加热部位由黑色变为红色，再慢慢变为紫红色。

四、实验应注意的事项

1.稀释浓H2SO4时，一定要将浓H2SO4加入水中，因为浓硫酸稀释会放出

大量的热，若加反会导致液滴飞溅；

2.稀释过程要缓慢滴加浓H2SO4,边滴加边搅拌且在水槽中进行，这样有助

于稀释过程所产生的大量热释放出去；

3.Zn粒加入启普发生器中后，要用玻璃棒拨开，不能堆积在一起，否则会

导致Zn粒与H2SO4接触面积太小，产生H2太慢；

的过程中塑料瓶始终在水面以下，否

4.做H2与空气的混合爆鸣时，收集H

2

则无法形成液膜；

5.做H2吹肥皂泡实验时，用洗涤剂所配置的溶液如果太浓肥皂泡吹不大，

如果太稀吹不成泡泡；

6.做H2还原CuO实验时，先通一会H2以除去试管中的空气，防止H2与空

气混合，发生爆炸。撤掉酒精灯，继续通H2至试管冷却防止高温下，空气中的氧气将Cu氧化为CuO；

7.启普发生器使用过程中若要再添酸或锌粒，产生H2之后必须先验纯后使

用，否则会出现不安全事故；

8.倾倒液体时使出液口斜向上防止液体喷涌而出。