氢气制备与性质创新微型实验设计

2010级本科生：林莉莉 王俊玲

指导教师：衷明华

制取氢气的方法有很多种，如电解法、置换法等，在中学化学课堂教学中主要还是采用稀硫酸与锌反应的方法制取。然而，常规实验中还是存在诸多不足之处。

（1）实验操作难以控制，而且无法控制反应的进行与停止。

（2）实验中部分实验现象不明显，如用肥皂水检验氢气，吹出的气泡无色，不便于学生观察；还原氧化铜实验时间过长，实验现象不明显，实验效果不理想。

针对以上问题，笔者利用微型实验仪器进行改进，实验操作简单，药品用量少，趣味性强，实验过程安全，适合学生课堂操作，将教师演示实验变为学生自主探究实验，极大地克服了传统教学模式的缺陷。具体改进方案如下。

一 实验的改进

1.实验用品

（1）仪器：注射器、尖嘴管、烧杯、酒精灯、镊子、橡胶管、铁架台（带2个铁夹）。

（2）试剂：稀盐酸、锌粒、肥皂水、酚酞试剂、石蕊试剂、铜丝。

2.实验装置图（图中略去铁架台）

3.实验步骤与现象

（1）连接装置，检查其气密性：按上图（a）所示连接好针筒和尖嘴管，拉动注射器，让针筒内充满空气，然后固定活塞，将尖嘴管口插入盛有水的烧杯中，用手焐热针筒，若尖嘴管口有气泡冒出且停止焐热后管口处有一段小水柱，则气密性良好。

（2）添加药品：在针筒内加入锌粒（用铜丝进行固定，既方便把控反应，同时铜丝与锌粒形成原电池也可加快反应的速率）和稀盐酸，并将针筒如图（a）固定在铁架台上。

（3）开始实验：将针筒活塞往上推，直到稀盐酸没过锌粒，反应开始进行。这时用尖嘴管口蘸取少量滴有酚酞或石蕊试剂的肥皂水，可观察到有红色或蓝色的气泡冒出（有颜色的气泡既方便学生观察，也大大提高了其学习兴趣）。

（4）检验气体纯度：点燃尖嘴管口冒出的气泡，若能听到“噗”的一声，则氢气纯净，若有尖锐的爆鸣声，则不纯。

（5）验证氢气的还原性：如图（c）将红色的铜丝置于酒精灯上灼烧，直到铜丝变成黑色的氧化铜。这时将氧化铜丝插入图（a）中的尖嘴管口处，边通出氢气边加热尖嘴管口处，直到黑色的氧化铜变回红色的铜。

二 改进后实验的优点

（1）利用注射器作为反应容器制取氢气，通过推拉注射器使锌与稀盐酸溶液反应，便于控制反应的进行与停止。

（2）在稀盐酸溶液中加入少量铜离子溶液且用铜丝对锌粒进行固定可使铜与锌构成原电池，加快反应速率，减少实验时间，并使实验现象更明显。

（3）在肥皂水中预先加入少量紫色石蕊或者无色酚酞试剂，使生成的氢气吹出的气泡既有红色，又有蓝色，既方便学生观察，又增加了实验的趣味性，大大激发了学生的学习兴趣。

参考文献

衷明华.中学化学实验教学研究［M］.广州：暨南大学出版社，2010.77～79.