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1、練習(xí)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣和用排水法收集氣體。

2、加深對(duì)氫氣的認(rèn)識(shí)。 

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)室用塊狀鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣氣體。

氫氣是無(wú)色無(wú)味的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度是0.089克/升(最輕的氣體)，難溶于水。常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，在點(diǎn)燃或加熱的條件下能多跟許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

氫氣具有可燃性（可在氧氣中或氯氣中燃燒）：點(diǎn)燃不純的氫氣要發(fā)生爆炸，點(diǎn)燃?xì)錃馇氨仨汄?yàn)純（氫氣與空氣的混合氣體發(fā)生爆鳴的極限為4%-74.4%）。

實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

1、實(shí)驗(yàn)儀器

2、自備儀器及實(shí)驗(yàn)藥品：

鋅粒、木條、火柴、稀硫酸、蒸餾水、塑料瓶

注意事項(xiàng)

1、使用啟普發(fā)生器時(shí)，容器底座的活塞最好用繩子扎緊，以免氫氣壓力過(guò)大(因鋅的顆粒小而落入酸液中不斷反應(yīng)使然)，沖開活塞。

2、為使反應(yīng)速率更快，可以先將鋅粒浸在CuSO4溶液中至發(fā)黑（鋅用CuSO4浸泡，形成微電池，是反應(yīng)速率加快)，再加入到發(fā)生器中，在發(fā)生器周圍包圍上一圈即可。

3、啟普發(fā)生器使用完畢，用塞子堵住漏斗口，將發(fā)生器側(cè)身，由下口倒出廢酸液（統(tǒng)一收集)，拔下導(dǎo)氣管塞子，此處倒出剩余的鋅粒（要回收)，將發(fā)生器洗干凈，擦干凈磨口處凡士林并墊一硬紙收藏。

4、啟普發(fā)生器使用過(guò)程中若要再添酸或鋅粒，產(chǎn)生氫氣之后必須先驗(yàn)純后使用，否則會(huì)出現(xiàn)不安全事故。

5、氫氣與空氣的混合氣體發(fā)生爆鳴的極限為4%～74.2%(體積分?jǐn)?shù))。若瓶?jī)?nèi)氫氣純度過(guò)高即超過(guò)爆鳴上限時(shí)，點(diǎn)火后首先是它的安靜燃燒。由于燃燒消耗氫氣，使筒內(nèi)壓強(qiáng)變小，空氣便從下口源源不斷地進(jìn)入筒內(nèi)，當(dāng)氫氣的含量進(jìn)入爆鳴范圍，即發(fā)生爆鳴。

實(shí)驗(yàn)步驟

一、制取氫氣

1、涂凡士林密封。在旋鈕處、底座的一側(cè)、球形漏斗和玻璃球的磨口處三處分別抹上適量的凡士林，使其摩擦均勻光滑。

2、檢查裝置氣密性。先打開單通活塞頭的旋鈕，由磨口錐形漏斗處注入水后，直到底部的玻璃半球裝滿，再關(guān)閉旋鈕，繼續(xù)從磨口錐形漏斗處注入水，當(dāng)液面上升到球形漏斗的1/3處，在液面處劃一記號(hào)，若數(shù)分鐘內(nèi)液面不下降，說(shuō)明氣密性好；若下降，則氣密性不好，可繼續(xù)涂凡士林密封。

圖6.1-1 啟普發(fā)生器制取氫氣

3、加入鋅粒和稀硫酸。給啟普發(fā)生器中加水至金屬鋅全部淹沒(méi)處，倒水后量水的體積，這就是稀硫酸的體積。將容器側(cè)身由上口或側(cè)口處加入鋅粒，用玻璃棒將鋅粒鋪勻，將發(fā)生器放直，安上導(dǎo)氣管，打開活塞，由上口加入稀硫酸（V硫酸，: V水=1∶4）至淹沒(méi)鋅粒處，關(guān)上活塞，固、液分離，稀硫酸液面升至漏斗處。

二、氫氣的性質(zhì)

1、驗(yàn)純。打開單通活塞，用排水法收集一試管的氫氣，管口向下移近火焰，放開拇指，如有尖銳的爆鳴聲，證明氫氣不純，要繼續(xù)收集并檢驗(yàn)，直至只發(fā)出輕微的“噗”聲為止，此時(shí)氫氣已純，可以使用。

2、氫氣的燃燒。檢驗(yàn)純度后，在導(dǎo)氣管上連接一玻璃管，點(diǎn)燃?xì)錃夂螅谏钌尘跋?，可以明顯看到氫氣在空氣中靜靜地燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰（將制得的氫氣點(diǎn)燃，其火焰呈黃色，可能是玻璃中鈉元素的干擾)。在火焰上方罩一潔凈干燥的燒杯，片刻燒杯內(nèi)壁就有液體順璧流下，該液體是水。

3、氫氣與空氣混合的爆鳴。取一小塑料瓶，在底部鑿一火柴梗粗細(xì)小孔，食指堵住小孔，排水法集滿氫氣后，倒放于桌面上，口部墊上石棉網(wǎng)（將塑料瓶一半放在鐵絲網(wǎng)處）以保證空氣通暢。

4、點(diǎn)燃火柴，放開手指，用火柴梗捅透小孔，點(diǎn)燃?xì)錃?，深色背景下因氫氣較純，火焰燃燒平靜，可以看到淡藍(lán)色火焰。過(guò)一會(huì)兒，空氣從盒底口流入到一定比例，發(fā)生爆鳴。

問(wèn)題與交流

1、如何認(rèn)定試管中的氣體已經(jīng)收集滿？     

2、氫氣的制備過(guò)程中有哪些現(xiàn)象？并描述制得的氣體。  

3、氫氣采用向排水法收集的依據(jù)是？氫氣還以采用什么方法收集？  

4、要想收集干燥的氫氣，可以增加什么裝置？請(qǐng)從氫氣的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)箱中選擇適合的裝置組合搭建。