氫氣制備與性質(zhì)實驗改進與創(chuàng)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(zhì)實驗的不足，設(shè)計出一款集氫氣制備與性質(zhì)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(jié)約、環(huán)保。

【關(guān)鍵詞】 氫氣制備與性質(zhì)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(zhì)等相關(guān)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(zhì)的實驗，雖然現(xiàn)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(fù)雜，現(xiàn)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(zhì)實驗，過程較繁瑣，并且氫氣若不純，在點火情況下會發(fā)生爆炸等；課本對氫氣的另一性質(zhì)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(zhì)實驗進行改進，更改為氫氣制取與性質(zhì)檢驗一體化的微型實驗。這種創(chuàng)新設(shè)計高效、簡潔、環(huán)保、易操作且現(xiàn)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(xiàn)象

1.5.1組裝儀器：按照實驗裝置圖組裝實驗儀器，將導(dǎo)氣管導(dǎo)入水中，用酒精燈在U型管下緩緩加熱，若放入水中的導(dǎo)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(yīng)過程：用酒精燈微微加熱銅絲至銅絲變?yōu)楹谏?，撤離酒精燈，緩緩按壓針筒，硫酸與鋅粒發(fā)生反應(yīng)。隔一小段時間后，發(fā)現(xiàn)U型管底部的黑色銅絲變?yōu)榧t色，表現(xiàn)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(dǎo)氣管口，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)氣管口有持續(xù)火焰在燃燒，燒杯內(nèi)壁有水珠生成，表現(xiàn)氫氣的可燃燒性。實驗結(jié)束后，將反應(yīng)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(yīng)生成氫氣作為發(fā)生裝置，將氫氣的還原性和氫氣的可燃燒性結(jié)合在該裝置中。使整個裝置簡單、方便學生老師操作、并且環(huán)保，不浪費藥品等。氫氣制備與性質(zhì)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(yīng)現(xiàn)象和氫氣還原、可燃燒等現(xiàn)象，以此來判斷氫氣的性質(zhì)。整個實驗都在密閉的環(huán)境中完成反應(yīng)，既不污染環(huán)境也不浪費藥品，這體現(xiàn)了綠色化學的理念。