利用锌和稀硫酸的反应制取少量氢气.doc

学习资料收集于网络，仅供参考实验利用锌和稀硫酸的反应制取少量氢气实验设计思想 1.利用实验室制取气体的思路设计实验室制取氢气的装置和收集方法 2.学会灵活运用各种方法检验装置的气密性 3.了解可燃性气体的爆炸极限以及预防爆炸的措施。 实验原理 实验室常用金属锌和稀硫酸反应获得氢气 实验目的 了解实验室制取氢气的原理 根据气体实验室制法的一般思路设计并进行实验 学习检验氢气纯度的方法。 实验用品 锥形瓶、分液漏斗、带橡皮塞的导管、集气瓶、水槽、大试管、长颈漏斗。铁架台 锌稀硫酸 实验步骤 实验步骤 实验现象 解释和结论 按图装配好仪器并检验气密性 氢气密度比空气小可以用向下排空气法收集。氢气难溶于水也可以用排水法收集。 在锥形瓶中加入少量锌粒分液漏斗中注入适量稀硫酸。旋开活塞滴入稀硫酸。 锌粒表面出现大量气泡 用向下排空气法或排水法收集一瓶氢气集满后盖上玻璃片倒放在桌上。 氢气密度比空气小集满空气的集气瓶要倒立放置。 实验点拨 1原理拓展 很多金属都能与稀硫酸或稀盐酸反应生成氢气如金属镁、铝、铁等都能和稀硫酸或稀盐酸反应得到氢气。但是不是所有常见金属都能和酸反应只有排在金属活动性顺序氢前面的金属才能和稀硫酸或稀盐酸反应并产生氢气。 为什么常选用锌和稀硫酸制取氢气呢 主要原因是实验室制取气体应选取合适的物质要注意到反应是否容易发生是否易控制以便收集气体成本是否低廉等等。锌价格便宜且与稀硫酸反应速率适中便于控制。镁反应比较剧烈铁反应缓慢铝表面的氧化膜较难去除且镁和铝都较昂贵。所以实验室常采用锌制取氢气。 实验室不用硝酸制取氢气因为硝酸不论浓稀都有较强的氧化性与上述金属反应不能得到氢气而是生成其它气体。同样也不能用强氧化性的浓硫酸来制取氢气。 2注意事项 1制取氢气和检验氢气的纯度 检验氢气纯度的方法是收集一试管氢气试管口朝下用拇指堵住移近火焰移开拇指点火如果听到尖锐的爆鸣声表明氢气不纯需要再收集、再检验。如果发出的是噗噗的声音表明氢气已纯净。如果用向下排空气法收集氢气经检验不纯而需要再检验时应该用拇指堵住试管口一会儿然后再收集氢气检验纯度直到确定氢气已经纯净才能继续进行其他实验。因为验纯时点燃的试管中可能留有火焰立即收集氢气会点燃气体发生器内不纯氢气引起危险。 2氢气最好现制现用收集在集气瓶中的氢气也最好马上使用因为氢气是最轻的气体非常容易扩散如果不及时使用氢气逸散后会造成纯度不够。 实验拓展 因为反应条件、反应物状态相似实验室制取氢气的装置与制取二氧化碳的装置相同可用下列装置制取氢气或二氧化碳 在实验室还可以利用启普发生器制取氢气 利用启普发生器制取氢气非常方便并且获得的氢气量较多适合需要较多量氢气的场合。但是使用启普发生器要注意以下几点 反应不需条件而且反应时不能产生大量的热。 反应物一个是固体需要块状或粒状反应时不能变成粉末状一个是液体。 生成气体不能是易溶于水的气体。 实验考点导航 例题1某同学设计了下列四个制取气体的实验用硝酸跟锌反应制氢气用稀盐酸跟生石灰反应制二氧化碳用高锰酸钾制氧气用10的盐酸跟大理石反应制二氧化碳。上述四种设计中正确的是 完全正确 都不正确 正确 正确 例题点评本题考察实验室制取各种气体的原理与反应。 解题指导锌在金属活动性顺序中虽排在氢的前面但由于硝酸HN03具有氧化性它与锌反应生成水而不是氢气因此实验室制取氢气用稀盐酸或稀硫酸与金属锌反应不用有氧化性的硝酸或浓硫酸。生石灰的主要成分是氧化钙它与盐酸反应生成盐和水。高锰酸钾加热可制得氧气。实验室中采用大理石与稀盐酸反应制取CO2也是正确的所以四种方法、错误正确故答案为D。 答案D。 例题2鉴别氢气、氧气、二氧化碳三种气体最简便的方法是 A分别通入澄清石灰水 B. 测定三种气体的密度 C. 用燃着的木条分别放入集气瓶 D. 试验三种气体的溶解性 例题点评本题实际考察对三种气体的主要化学性质。 解题指导鉴别气体通常利用气体的化学性质的不同。利用A的方法只能鉴别出二氧化碳因为只有二氧化碳能使石灰水变混浊。B、D两种方法在操作上都很烦琐不宜选用。氧气最显著的特征是可以支持燃烧氢气和二氧化碳都不能支持燃烧且氢气能燃烧二氧化碳则不能所以用燃着的木条放入集气瓶中会产生三种不同的现象能够区别三种气体是最简便的方法。 答案C。 例题3用稀盐酸和锌粒反应制取氢气时常混有氯化氢、水蒸气等杂质为证明并除 去杂质制得纯净的氢气可进行如下实验 空启普发生器 停止反应的启普发生器 正在反应的启普发生器 1写出稀盐酸与锌粒反应的化学方程式 。 2B装置中所发生的现象是 其主要作用是 。 3C装置中所发生的现象是 其作用是 。 例题点评本题考察实验室制取气体后的杂质的检验、净化和干燥的一般方法。 解题指导了解各个装置的作用以及杂质检验和去除的先后顺序是解题的关键。A装置是气体的发生装置B装置中的无水硫酸铜遇水变蓝主要是用来检验水蒸气的存在。C装置中的AgNO3溶液能和HCl反应产生白色AgCl沉淀所以即能检验HCl气体的存在也能除去HCl气体。浓硫酸主要是吸收水蒸气。 答案1 2白色粉末变蓝验证水蒸气的存在。 3有白色沉淀生成验证并除去HCl气体。 例题4甲、乙两个学生想完成老师布置的家庭小实验但他们仅有一大一小两种试管和稀硫酸。他们找来铝干电池的锌皮各自设计了一种装置制取并收集一试管氢气。 甲学生 乙学生 1哪个学生设计的装置比较合理 。另一设计的装置不合理的原因是 。 2用较合理的装置制取氢气要使氢气充满收集氢气的试管应该采取的措施是 。 3在家中还可能用哪些物品代替干电池锌皮和稀硫酸完成实验 例题点评本题考查学生对实验室氢气制取原理和收集方法的理解考查学生综合运用知识的能力。 解题指导此题涉及的两种装置学生虽没接触过但由于都是制备H2因此无论怎样的装置都应当符合制备H2的原理和H2的有关性质。显然乙学生设计的较合理H2较轻收集的试管把