氢气制备的微型化实验的改进

1、氢气制备的微型化实验的改进作者：李琪琪/郭巧云/ 丁仕美/田维维/蒋书兰作者简介：李琪琪，郭巧云，丁仕美，田维维，蒋书兰，安顺学院化 学化工学院（贵州 安顺561000） o原文出处：实验教学与仪器（长沙）2018年第20186期 第31-32页内容提要：利用常见的生活用品作为微型实验仪器，可以改进教材屮 的氢气制备实验，并设计两套氢气制备的微型化实验方案。 改进后的实验具有实验药品用量少、实验操作简单、实验 过程有趣、仪器拆除清洗方便的特点，便于存放收集到的 氢气，且可以控制氢气的用量，方便做氢气性质实验，适 合教师演示实验和学生动手实验，为中学化学教师开展学 生实验提供可参考的实验案例。期

2、刊名称：中学化学教与学复印期号：2018年08期kj 微型实验/氢气的制备/注射器标题注释:【基金项目】该文系2016年安顺学院大学生srt项目研究 成果（项目编号：2016srt12）；贵州省教育厅专项支持安 顺学院省级教学质量工程项目阶段性成果（项目编号：2015zxjg004）；贵州省2016年省级本科教学工程项目阶 段性成果（项目编号:2016sjjg011） o微型化学实验与常规实验相比，具有节约实验药品、减少实验污染、提高实验 效率、增强实验的安全性等特点1。但是目前大多数中学化学教师在氢气制备的实 验教学中使用的实验方法仍然是经典的化学实验方法。经典的实验方法存在实验药 品用量过

3、大、实验操作不便等不足,不仅会造成实验药品的浪费,还不利于教师采 用边讲边实验的教学方式，使课堂实验教学进度慢。因此,对氢气制备实验进行微 型化改进就显得尤为重要。教材中氢气的制备装置在安装上较为烦琐，操作不便，耗时也较长，且在氢气 验纯时也较危险2。而对氢气制备实验装置的微型化设计不仅能帮助教师进行课堂 教学”使教学目标顺利完成,还能激发学生的创新思维,培养学生的环保理念。一、教材中氢气制备实验的不足教材中制备氢气的实验装置如图1所示。在教材中，氢气的制备实验用启普发生器作为发生装置制备氢气，是制备氢气 的经典实验。实验装置简单,实验现象明显，但是实验药品用量过多且实验速率缓 慢。这样不仅浪

4、费实验药品,而且实验结束后残渣废液不容易分开处理,且反应时 间过长,不利于学生观察记录实验现象,会对教师在课堂上用演示实验进行教学造 成一定影响。二、氢气的制备微型化实验改进方案1实验原理2.氢气的制备微型化实验改进方案1(1)实验仪器及药品。实验仪器：注射器(10 ml两支、去针头)、铁架台两个、输液管一根、导管 一根、酒精灯一盏。实验药品：稀硫酸溶液、无水硫酸铜、锌粒、肥皂水。(2 )实验步骤。 安装实验仪器。首先在距离注射器末端2 cm位置处用小刀刻出一个0.5 cm xl.o cm的长方形小口 ,然后按实验装置图1组装实验仪器，用铁架台固定好两支 注射器,先将有开口的注射器顶部接上细导

5、管,导管另一端涂上肥皂水,将没有开 口的注射器活塞推至注射器顶部。 检查装置的气密性。用推拉活塞的方法检查装置气密性。在注射器1中装入 水”当推动注射器2活塞时”注射器1中有气泡产生,说明气密性良好。 加入药品。将10 ml稀硫酸、约lg无水硫酸铜以及3 5颗锌粒加入带有 开口的注射器中。 检验气体纯度。将装有实验药品的注射器向前推，使活塞被推至在开口前， 封闭注射器开口。当注射器内不断有小气泡产生时,将酒精灯点燃并靠近导管口。 当听到沉闷的响声时,说明氢气已纯。 收集氢气。用输液管连接好两支注i寸器，使实验体系处于密闭状态,收集氢 气，观察实验现象。 结束实验。当实验结束后，轻轻推动装有药品

6、的注射器，将稀硫酸溶液倒入 废液池，再将反应过的锌粒从开口处倒至废药品池内即可。(3 )实验现象。在装有药品的注射器1内有大量气泡生成，持续时间约60 s ,锌粒上有深红色物质附着；而注射器2活塞不断向后移动，直至活塞到达约10 ml刻度处。(4 )实验装置。如下页图2所示。3.氢气的制备微型化实验改进方案2(1)实验仪器及药品。实验仪器：注射器(10 ml 支，去针头),铁架台两个,输液管一根，棉线3根，小试剂瓶一只，具支试管一支，橡胶塞一个，橡胶管一根，导管一根，酒精 灯一盏,橡皮泥。实验药品：稀硫酸溶液、无水硫酸铜、锌粒、肥皂水。(2 )实验步骤。 安装实验仪器。首先用酒精灯加热小铁钉，

7、再用小铁钉给小试剂瓶烫出小孔,注意小孑必能太大,否则锌粒会从小孔中漏出。用打孔器给橡胶塞打一个小孔,然 后将输液管穿过橡胶塞小孔,空隙用橡皮泥堵上,最后将棉线一头穿过输液管,另一头穿过带孔的小试剂瓶,并对实验仪器进行固定,如图3所示。 检查装置的气密性。用推拉活塞的方法检查装置气密性。在具支试管中装入 水，当推动注射器活塞时，具支试管中有气泡产生，说明气密性良好。 加入药品。将稀硫酸加入具支试管中，将无水硫酸铜与锌粒放入小试剂瓶内。 将小试剂瓶放入具支试管内,提起棉线,以防小试剂瓶与稀硫酸溶液接触。在用橡 胶塞塞住具支试管后,将棉线放下，使带小孔的小试剂瓶进入稀硫酸溶液中。 检验气体纯度。在具

8、支试管口涂上肥皂水,当小试剂瓶内不断有小气泡产生 时,将酒精灯点燃靠近具支试管口。当听到沉闷的响声时,说明氢气已纯。 收集氢气。用橡胶管连接具支试管和注射器，观察实验现象。实验可以通过 提起棉线或者放下棉线来控制反应的开始和结束。 结束实验。实验结束时用棉线将小试剂瓶从具支试管中提出后,分别将稀硫 酸溶液倒入废液池,将反应过的锌粒倒入废药品池即可。(3 )实验现象。实验开始后不久，小试剂瓶内有气泡不断产生，持续时间约3 min ;锌粒上有 深红色物质附着；注射器活塞不断向后移动，活塞到达约10 ml刻度处。(4 )实验装置。改进方案2实验装置如图3所示。三、氢气的制备微型化实验改进的优点氢气的制备微型化实验改进利用微型实验的特点,对氢气的制备的经典实验进 行微型化改逬。微型化实验改逬方案在实验药品中增加了无水硫酸铜,极大地提高 了反应速率，为教师在课堂上进行演示实验节省了时间，该实验的反应时间为1min2 min ,适合学生观察实验。微型化实验改进方案中用注射器收集氢气，使实验收集到的氢气便于放置，同时可以在做氢气的性质实验时控制氢气的用量,不需要每做一个性质实验要用一试管的氢气,解决了氢气的浪费问题,提高了实验的安全性和便捷性。微型化实验改进方案1中用带有开口的注射器做气体发生装置