氢气的制取与性质实验的改进

2010级本科生：叶佳玲 谢慧慧

指导教师：衷明华

氢气的制取和性质实验是人教版初中化学教科书中一个极为重要的实验，它不仅仅影响学生对氢气性质的掌握，也是液体与固体反应的代表。然而在课堂教学中，无论是老师的演示实验还是学生动手操作实验都存在以下问题。

（1）实验速率难以控制。

教材的实验装置难以控制反应速率，不能做到随时控制反应的进行与停止。并且，在检验氢气的纯度时，肥皂水难以吹出气泡，反应现象不明显，课堂教学效果不好。

（2）实验步骤烦琐。

教材中氢气的制取、验纯及性质实验是分开的，步骤比较多，药品用量也多，容易造成浪费，不符合绿色化学的思想。

（3）部分实验现象不明显。

在氢气的性质实验中点燃氢气的火焰是淡蓝色的，难以观察。

针对以上问题，本小组成员利用微型实验对实验进行了改进。微型化学实验是一种使用微型仪器，以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一甚至几千分之一，但其效果非常准确、明显，且具有安全、方便和防止环境污染等优点。具体实验改进方案如下。

一 实验的改进

1.实验用品

微型仪器1套、注射器、木块、有孔塑料板、烧杯、酒精灯；稀硫酸、细铜丝、锌粒、无水氯化钙、无水硫酸铜、氧化铜、肥皂水。

2.实验装置图（略去铁架台和铁夹）

3.实验步骤

（1）检查气密性。

（2）添加药品。

往1号具支试管中加入锌粒和铜丝（目的在于使铜与锌粒构成原电池，加快反应速率），用注射器吸入一定量的稀硫酸；在2号具支U形管中先放入少许的无水硫酸铜粉末，然后放入有孔塑料板，再在塑料板上面铺满无水氯化钙固体；在3号具支试管底部放入适量的氧化铜，在凹槽地方放少许无水硫酸铜粉末；在4号玻璃管口涂上一层肥皂水。

（3）按照上图连接好装置图。往1号具支试管中注射稀硫酸，直到稀硫酸没过锌粒。

（4）检验气体的纯度和气体的性质。

①待反应一段时间后，用点燃的火柴靠近4号玻璃管口，观察现象；

②在4号玻璃管口处点燃气体，并用一个冷而干燥的烧杯罩在上方，观察现象；

③点燃酒精灯，加热3号具支试管底部的氧化铜，观察现象。

（5）实验结束。

先熄灭酒精灯，继续通入气体直至试管冷却。

4.实验现象

二 改进后的优点

（1）使用微型实验，节约药品，符合绿色环保理念。

（2）将氢气的制取与性质实验一体化，简化了实验步骤，节约药品和时间，教学效果明显。

（3）利用注射器注入稀硫酸，既可以做到随时控制反应的进行和停止，又可以避免用微型启普发生器时锌粒因反应后变小而掉入酸中的问题。

（4）反应装置中，利用铜丝与锌粒构成原电池，加快反应速率。

（5）在具支U形管中加入无水硫酸铜可以验证产生的H2通过无水氯化钙后是否除尽水，从而确保在玻璃管口处的烧杯内壁产生的水珠是由H2燃烧产生的。

（6）通过酒精灯的加热与否可以随时控制H2还原实验的进行与停止，同时，可以利用玻璃管凹槽处的无水硫酸铜变蓝来验证H2还原氧化铜产生水。