还原性气体实验报告

还原性气体实验报告 实验二 氢气的实验室制取及氢气性质的验证 姓名:潘海金 学号:201010900048 姓名:李文霞 学号:201010900059 日期:2013-4-2 得分: 【实验目的】 1(以氢气为例，探索还原性气体的制备和性质。 2(提升实验室制备气体和进行气体性质实验的基本操作技能。 3(初步体验实验方案改进和优化的思路、和成效，以提升实验创新能力。 4(初步体验实验演示教学的基本方法和策略，训练演示实验技能。 【探究】 1、用简易启普发生器制取氢气。 2、氢气的爆炸实验。 3、氢气还原氧化铜。 4、教具的设计。 【实验探究一 氢气的制取】 一、文献分析 中学实验室制备氢气有两种，一是用试管，二是用启普发生装置。启普发生器是由一个地步半球装的葫芦形容器和一个球形漏斗装容器组成，该装置在使用中存在以下明显不足: 1、仪器容积过大，使用剩余药品已被污染，不可回收利用，造成实验药品的浪费。 2、反应过程中的停止控制过于迟钝，且再次开启时气流不稳定，存在安全隐患。 3、装置复杂，操作繁琐，气密性容易被破坏而无法收集到制备气体，导致实验失败。 二、我的方案及其实施效果 1(实验原理 启普发生器适用于块状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体,如氢气等。块状固体在反应中很快溶解或变成粉末时,不能用启普发生器。只要生成的气体难溶于反应液才可。 在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应，产生的氢气由支管导出;若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒接触，反应自行停止(需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。 氢气不溶于水，密度为0.0899g/L，易燃易爆。 (1)氢气的制取原理 Zn+HSO ===ZnSO +H ? 2442 2.实验装置图 3(实验所需仪器及药品 (1) 仪器:分液漏斗(1个)、具支试管(1支)、小试管(1个)、弯管、塑料板、铁架台、酒精灯 (2) 药品:锌粒、稀硫酸、凡士林 4(实验步骤 (1)分液漏斗检漏 将分液漏斗的活塞关闭，向其注入一定量的水，将上端的玻璃塞盖上，再打开下端的活塞，若分液漏斗中的液面下降，则该装置的气密性差，反之，则好。 (2)检查装置气密性 先把导气管的一端浸入烧杯或水槽的水中，用手紧握试管或用手掌紧贴试管的外壁。如果装置不漏气，试管里的空气受热膨胀，导管口就有气泡冒出。然后把手移开，过一会儿，待试管或烧瓶冷却后，水就从水槽中升到导气管里，形成一段水柱，则明装置不漏气。 (3)加入锌粒和稀硫酸溶液 a) 剪裁合适的塑料板，并在中间开几个小孔，使分液漏斗能刚好插入; b) 将塑料板放入试管内，并用镊子将适量锌粒放在塑料板上，注意不能让锌粒 掉入试管底部; c) 关闭分液漏斗的活塞，并向漏斗中倒入适量稀硫酸; (4)制备氢气 a) 打开分液漏斗的活塞，使稀硫酸能刚好接触塑料板，产生氢气。 b) 用试管装满水，倒扣在研钵的水中(研钵事先装好水)，用排水法收集氢气。 c) 关闭活塞，反应停止。 (5)氢气的验纯 将收集到氢气的试管口堵住，取出水面，放到点燃的酒精灯上方，试管口发出轻微爆鸣声，则说明氢气较纯。 (6)氢气的点燃 将导管口的氢气点燃，观察火焰颜色。 5(注意事项 (1)用简易启普发生器制取氢气时要远离火源，以防止器内氢气不纯引燃爆炸。 (2)使用启普发生器前要先检查气密性。 (3)点燃氢气前，一定要验纯。 (4)不能让锌粒掉入试管底部。 6.实验现象与结果分析 (1)氢气的密度小于水，且不溶于水，可用排水集气法收集。 操作 现象 结论 a) 试管口发出尖锐爆鸣声 a) 氢气不纯 验纯 b) 氢气较纯 b) 试管口发出轻微爆鸣声 点燃氢气 火焰呈淡黄色 氢气能燃烧;但由于导管 +是由玻璃制成，含有Na, 导致火焰呈黄色 【实验探究二 氢气的爆炸实验】 一、文献分析 (1)在初中的教材中安排有氢气燃烧爆炸的演示实验，通常是把收集气体的试管移近火焰来做爆鸣实验，而把气体与空气混合装在铁罐里，点燃来做爆炸实验的等，这些实验危险性较大，成功率不高，不易操作，成了演示实验和学生实验的难题。 (2)我们查阅的文献中用牛奶盒或者矿泉水瓶等作为实验材料，实验安全性高:牛奶盒(塑料瓶)弹性好，不会破碎，降低危险性，实验现象明显，效果良好。 二、我的方案及其实施效果 1(实验原理 爆炸:在狭小的空间内剧烈的燃烧。所以要同时满足两个条件才会爆炸:1.有限的空间 2.要剧烈的反应。纯氢没有氧气不可能自已发生反映，氢气在空气中的体积达到4,,74.2,，就会发生爆炸。 2(实验所需仪器及药品 (1) 仪器:氢气发生装置(1套)、牛奶盒(1个)、导气管、透明胶 (2) 药品: 锌粒、稀硫酸 3(实验步骤 (1)将牛奶盒下端用小刀切出一个小口，并用透明胶封好(防止氢气逸出);上端插吸管处留有一个洞，其余地方均密封。 (2) 将牛奶盒插吸管处插在制备氢气的导管口，收集氢气。 )将牛奶盒正放在空旷地面上，然后组员师生共同完成实验，具体做法是一(3 名同学将下端的透明胶去掉并用手封住出口，另一名同学同时用燃着的小木条靠近吸管口，移开手指。 4(注意事项 (1)牛奶盒用透明胶封住的出口要密封好，防止氢气逸出。 (2)牛奶盒的体积最好选用250ml大小的，过小现象不明显，过大则有一定的危险性。 【实验探究三 氢气还原氧化铜】 一、文献分析 (1) 中学教材的实验是在大试管中放入氧化铜固定于铁架台上，然后通入氢气，使其还原。由于氧化铜粉末铺盖面小和一定厚度使其反应完全需要较长时间，反应后的产物现象也不易观察。 (2)来自其他文献上改进方案 图1 上述方案中，图1值得我们借鉴。 二、我的方案及其实施效果 1(实验原理 氢气是还原性气体，一定条件下可以将氧化铜还原成铜单质。 H2+CuO=Cu+H2O 2(实验所需仪器及药品 (1) 仪器:氢气发生装置(1套)、铜棒(1根)、酒精灯、硬质玻璃管(1个)、橡胶塞(1个)、铁架台 (2) 药品: 锌粒、稀硫酸 3(实验步骤 (1)将硬质试管与氢气发生装置的导管口相连通，让硬质试管中通入氢气。 (2)将铜棒旋成螺旋状，在酒精灯上加热至变黑，此时生成氧化铜。 (3)将变黑的铜棒趁热迅速伸入硬质试管中，观察实验现象。 4(注意事项 (1)铜棒卷成螺旋状实验现象会比用竖直的铜棒进行实验现象更明显。 (2)由于氢气易燃易爆，实验时注意火源不能与装置靠的太近。 实验中出现的问题: 1、铜棒未卷成螺旋状，导致现象不明显。 2氢气爆炸实验中，第一次成功后，再继续收集重新做却没有成功，问题何在, 3、水槽换成了水晶研钵，排水集气法收集氢气时所需的水较少，可节约资源，且操作方便。 4、锌粒掉入试管底部，导致试验装置无法控制产生的氢气的量。