氢气的制取与性质实验一体化

冯幸兰+王新峰+衷明华

中学化学实验教学“氢气制取与性质实验”的实验装置存在以下不足：装置安装繁琐、耗时长；实验制取过程难以控制，无法实现随时开始及停止；药品用量多，不便回收，造成浪费，污染环境；爆鸣点火实验危险性高，容易造成安全问题，引发教学事故。

针对以上问题，笔者经过认真思考，利用微型仪器将实验进行了改进，具体改进方案如下所示。

一、实验准备

1.实验仪器：微型仪器一套（另加内套管一个）、橡胶塞若干、软导管若干条。

2.实验药品：锌粒、稀硫酸、无水氯化钙、无水硫酸铜、粗细铜丝。

二、实验步骤

1.安装实验装置，并检查其气密性

安装时，在粗铜丝做成的燃烧匙的提杆上涂凡士林，便于密闭和上下拉动。

2.添加药品及制取过程

（1）在具支U型管左边放入一个装有

锌粒并用铜丝绑住的内套管（目的在

于通过提拉铜丝来控制反应的开始及

停止，同时铜丝与反应物锌粒、稀硫

酸构成原电池，可以加快反应速率）。

（2）在具支U型管右边放入一个倒置的

内套管，并在内套管锥部放入无水氯化钙（倒置的目的在于避免无水氯化

钙与稀硫酸接触）。

（3）在具支U型管的支管中的小圆球1里放入无水硫酸铜（目的在于检验

水是否已除去）。

（4）在具支U型管右边的直角形通气管中的圆球2加入无水硫酸铜（目的在

于用来检查氢气还原氧化铜有水生成）；直角形通气管要略微倾斜向下，

以免产生的水倒流，并在直角形通气管中加入随意弯曲的CuO丝。

（5）用软导管将直角形通气管连接起来，并将其放入盛有肥皂水的烧杯中。

（6）最后在具支U型管左边加入稀硫酸直至没过锌粒。

3.检查气体的纯度和可燃性

反应有气体产生时，烧杯中不断有气泡冒出，通过点燃吹出的气泡，可

以检查气体的纯度。如果氢气不纯，就能听到尖锐的爆鸣声；如果氢气纯净，

可以观察到蓝色火焰，过一会儿，才能听到爆鸣声。

4.验证氢气具有还原性

当检查到装置中的空气已被排尽后，用酒精灯加热直角形通气管中放有CuO丝的地方，CuO丝由黑色变成红色，圆球1中的无水硫酸铜无明显变化，而圆球2中的无水硫酸铜由白色变为蓝色。

三、改进后的优点

1.该装置可以将氢气的制备与性质实验连为一体，简化实验步骤，节省时间。

2.利用反向思维，将盛放无水氯化钙的内套管倒置，拉大距离，避免稀硫

酸与无水氯化钙接触，从而达到充分干燥氢气的目的。

3.使用该装置可以随时控制反应的开始和停止，同时，微型实验，用量少，

可节约药品。

4.反应过程中，铜丝具有双重作用，既可以通过提拉铜丝来控制反应的开始及

停止，又可以与反应物锌粒、稀硫酸构成原电池，加快反应速率。

5.通过反应前后对比，实验现象明显，具有较强的说服力。endprint

中学化学实验教学“氢气制取与性质实验”的实验装置存在以下不足：装置安装繁琐、耗时长；实验制取过程难以控制，无法实现随时开始及停止；药品用量多，不便回收，造成浪费，污染环境；爆鸣点火实验危险性高，容易造成安全问题，引发教学事故。

针对以上问题，笔者经过认真思考，利用微型仪器将实验进行了改进，具体改进方案如下所示。

一、实验准备

1.实验仪器：微型仪器一套（另加内套管一个）、橡胶塞若干、软导管若干条。

2.实验药品：锌粒、稀硫酸、无水氯化钙、无水硫酸铜、粗细铜丝。

二、实验步骤

1.安装实验装置，并检查其气密性

安装时，在粗铜丝做成的燃烧匙的提杆上涂凡士林，便于密闭和上下拉动。

2.添加药品及制取过程

（1）在具支U型管左边放入一个装有

锌粒并用铜丝绑住的内套管（目的在

于通过提拉铜丝来控制反应的开始及

停止，同时铜丝与反应物锌粒、稀硫

酸构成原电池，可以加快反应速率）。

（2）在具支U型管右边放入一个倒置的

内套管，并在内套管锥部放入无水氯化钙（倒置的目的在于避免无水氯化

钙与稀硫酸接触）。

（3）在具支U型管的支管中的小圆球1里放入无水硫酸铜（目的在于检验

水是否已除去）。

（4）在具支U型管右边的直角形通气管中的圆球2加入无水硫酸铜（目的在

于用来检查氢气还原氧化铜有水生成）；直角形通气管要略微倾斜向下，

以免产生的水倒流，并在直角形通气管中加入随意弯曲的CuO丝。

（5）用软导管将直角形通气管连接起来，并将其放入盛有肥皂水的烧杯中。

（6）最后在具支U型管左边加入稀硫酸直至没过锌粒。

3.检查气体的纯度和可燃性

反应有气体产生时，烧杯中不断有气泡冒出，通过点燃吹出的气泡，可

以检查气体的纯度。如果氢气不纯，就能听到尖锐的爆鸣声；如果氢气纯净，

可以观察到蓝色火焰，过一会儿，才能听到爆鸣声。

4.验证氢气具有还原性

当检查到装置中的空气已被排尽后，用酒精灯加热直角形通气管中放有CuO丝的地方，CuO丝由黑色变成红色，圆球1中的无水硫酸铜无明显变化，而圆球2中的无水硫酸铜由白色变为蓝色。

三、改进后的优点

1.该装置可以将氢气的制备与性质实验连为一体，简化实验步骤，节省时间。

2.利用反向思维，将盛放无水氯化钙的内套管倒置，拉大距离，避免稀硫

酸与无水氯化钙接触，从而达到充分干燥氢气的目的。

3.使用该装置可以随时控制反应的开始和停止，同时，微型实验，用量少，

可节约药品。

4.反应过程中，铜丝具有双重作用，既可以通过提拉铜丝来控制反应的开始及

停止，又可以与反应物锌粒、稀硫酸构成原电池，加快反应速率。

5.通过反应前后对比，实验现象明显，具有较强的说服力。endprint

中学化学实验教学“氢气制取与性质实验”的实验装置存在以下不足：装置安装繁琐、耗时长；实验制取过程难以控制，无法实现随时开始及停止；药品用量多，不便回收，造成浪费，污染环境；爆鸣点火实验危险性高，容易造成安全问题，引发教学事故。

针对以上问题，笔者经过认真思考，利用微型仪器将实验进行了改进，具体改进方案如下所示。

一、实验准备

1.实验仪器：微型仪器一套（另加内套管一个）、橡胶塞若干、软导管若干条。

2.实验药品：锌粒、稀硫酸、无水氯化钙、无水硫酸铜、粗细铜丝。

二、实验步骤

1.安装实验装置，并检查其气密性

安装时，在粗铜丝做成的燃烧匙的提杆上涂凡士林，便于密闭和上下拉动。

2.添加药品及制取过程

（1）在具支U型管左边放入一个装有

锌粒并用铜丝绑住的内套管（目的在

于通过提拉铜丝来控制反应的开始及

停止，同时铜丝与反应物锌粒、稀硫

酸构成原电池，可以加快反应速率）。

（2）在具支U型管右边放入一个倒置的

内套管，并在内套管锥部放入无水氯化钙（倒置的目的在于避免无水氯化

钙与稀硫酸接触）。

（3）在具支U型管的支管中的小圆球1里放入无水硫酸铜（目的在于检验

水是否已除去）。

（4）在具支U型管右边的直角形通气管中的圆球2加入无水硫酸铜（目的在

于用来检查氢气还原氧化铜有水生成）；直角形通气管要略微倾斜向下，

以免产生的水倒流，并在直角形通气管中加入随意弯曲的CuO丝。

（5）用软导管将直角形通气管连接起来，并将其放入盛有肥皂水的烧杯中。

（6）最后在具支U型管左边加入稀硫酸直至没过锌粒。

3.检查气体的纯度和可燃性

反应有气体产生时，烧杯中不断有气泡冒出，通过点燃吹出的气泡，可

以检查气体的纯度。如果氢气不纯，就能听到尖锐的爆鸣声；如果氢气纯净，

可以观察到蓝色火焰，过一会儿，才能听到爆鸣声。

4.验证氢气具有还原性

当检查到装置中的空气已被排尽后，用酒精灯加热直角形通气管中放有CuO丝的地方，CuO丝由黑色变成红色，圆球1中的无水硫酸铜无明显变化，而圆球2中的无水硫酸铜由白色变为蓝色。

三、改进后的优点

1.该装置可以将氢气的制备与性质实验连为一体，简化实验步骤，节省时间。

2.利用反向思维，将盛放无水氯化钙的内套管倒置，拉大距离，避免稀硫

酸与无水氯化钙接触，从而达到充分干燥氢气的目的。

3.使用该装置可以随时控制反应的开始和停止，同时，微型实验，用量少，

可节约药品。

4.反应过程中，铜丝具有双重作用，既可以通过提拉铜丝来控制反应的开始及

停止，又可以与反应物锌粒、稀硫酸构成原电池，加快反应速率。

5.通过反应前后对比，实验现象明显，具有较强的说服力。endprint