氢气的制备与性质实验的微型化设计

2010级本科生：吴丹梅 郑纯丽

指导教师：衷明华

“氢气的制取和性质实验”是九年级化学教科书第三单元的内容，是这一单元乃至整个初中化学的重点和难点。教科书是利用启普气体发生器来制备氢气，此方法存在试剂用量多，容易造成浪费和实验难以控制等问题，对于九年级的学生来说具有一定的危险性，且实验效果不佳，影响学生学习的兴趣。针对上述问题，笔者采用了微型实验。微型实验具有实验试剂用量少、操作简单、成功率高且安全的特点；同时微型仪器精巧，更能激发学生参与实验的兴趣，且微型仪器成本低，能够满足普通学校对实验操作的需求。因此，本实验利用微型实验所具有的特点，对氢气的制备和性质实验进行微型化改进，改进后的实验装置不仅对学生理解氢气的物理性质、化学性质具有重要的意义，而且能让实验更简单、更安全。

一 实验用品

（1）药品：锌粒与稀硫酸（1∶4）、细铜丝、肥皂水。

（2）ML-1微型仪器：侧泡具支试管1支，直形通气管1支，直角形通气管1支，小烧杯1个，酒精灯1盏，主铁夹、操作台各1个，橡胶管1根，普通滴管胶头1个，橡胶塞1个，火柴1盒。

二 实验步骤

如图所示，连接好装置。

1.检查装置的气密性

将反应装置的直形通气管浸入水里，用手掌贴侧泡具支试管的外壁（或用酒精灯微热），若直形通气管口有气泡逸出，且待容器冷却后，又会有水升到导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好。

2.添加药品

往侧泡具支试管中小心加入适量的锌粒和灼烧过的一小捆铜丝，将直角形通气管套上普通滴管胶头组成滴管，吸入适量的稀硫酸。往侧泡具支试管底部挤入适量的稀硫酸，直到稀硫酸没过锌粒。

3.检验气体纯度

反应开始一会儿后，将直形通气管口放入盛有肥皂水的小烧杯中，当产生大量泡沫时，用点燃的火柴靠近泡沫，若发出尖锐的爆鸣声则表明氢气不纯，若听到“噗”的一声，则表明氢气纯净，此时就可以收集氢气了。

4.验证氢气的还原性

当检验氢气纯净后，用酒精灯在装有氧化铜的地方加热一段时间，可观察到黑色的氧化铜变为红色的铜。反应结束后，先移去酒精灯，继续通氢气至试管冷却。

三 改进后的优点

（1）本实验仪器简单，试剂用量少（滴管能控制稀硫酸的用量），且安全性较高。

（2）氢气的验纯和物理性质可通过吹肥皂泡来体现，现象直观明显。

（3）氢气的制备和性质验证一体化，简单实用，可通过酒精灯加热与否来控制氢气性质实验的进行与停止。