利用鋅和稀硫酸的反應(yīng)制取少量氫氣

1、實(shí)驗(yàn) 利用鋅和稀硫酸的反應(yīng)制取少量氫氣實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想：1.利用實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的裝置和收集方法；2.學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用各種方法檢驗(yàn)裝置的氣密性；3.了解可燃性氣體的爆炸極限以及預(yù)防爆炸的措施。實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)室常用金屬鋅和稀硫酸反應(yīng)獲得氫氣實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈱?shí)驗(yàn)室制取氫氣的原理；根據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)室制法的一般思路，設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；學(xué)習(xí)檢驗(yàn)氫氣純度的方法。實(shí)驗(yàn)用品：錐形瓶、分液漏斗、帶橡皮塞的導(dǎo)管、集氣瓶、水槽、大試管、長(zhǎng)頸漏斗。鐵架臺(tái)鋅，稀硫酸實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋和結(jié)論按圖裝配好儀器并檢驗(yàn)氣密性氫氣密度比空氣小，可以用向下排空氣法收集。氫氣難溶于水，也可以用排水法收集。在錐形瓶中

2、加入少量鋅粒，分液漏斗中注入適量稀硫酸。旋開活塞滴入稀硫酸。鋅粒表面出現(xiàn)大量氣泡用向下排空氣法或排水法收集一瓶氫氣，集滿后蓋上玻璃片倒放在桌上。氫氣密度比空氣小，集滿空氣的集氣瓶要倒立放置。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥：1原理拓展很多金屬都能與稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，如金屬鎂、鋁、鐵等都能和稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng)得到氫氣。但是不是所有常見金屬都能和酸反應(yīng)，只有排在金屬活動(dòng)性順序氫前面的金屬才能和稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣。 為什么常選用鋅和稀硫酸制取氫氣呢？ 主要原因是實(shí)驗(yàn)室制取氣體應(yīng)選取合適的物質(zhì)，要注意到反應(yīng)是否容易發(fā)生，是否易控制以便收集氣體，成本是否低廉等等。鋅價(jià)格便宜且與稀硫酸反應(yīng)速率適中，便于控制。

3、鎂反應(yīng)比較劇烈，鐵反應(yīng)緩慢，鋁表面的氧化膜較難去除且鎂和鋁都較昂貴。所以實(shí)驗(yàn)室常采用鋅制取氫氣。實(shí)驗(yàn)室不用硝酸制取氫氣，因?yàn)橄跛岵徽摑庀《加休^強(qiáng)的氧化性，與上述金屬反應(yīng)不能得到氫氣，而是生成其它氣體。同樣也不能用強(qiáng)氧化性的濃硫酸來制取氫氣。2注意事項(xiàng)(1)制取氫氣和檢驗(yàn)氫氣的純度 檢驗(yàn)氫氣純度的方法是：收集一試管氫氣，試管口朝下，用拇指堵住，移近火焰，移開拇指點(diǎn)火，如果聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純，需要再收集、再檢驗(yàn)。如果發(fā)出的是噗噗的聲音，表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經(jīng)檢驗(yàn)不純而需要再檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該用拇指堵住試管口一會(huì)兒，然后再收集氫氣檢驗(yàn)純度，直到確定氫氣已經(jīng)純凈才能繼續(xù)進(jìn)

4、行其他實(shí)驗(yàn)。因?yàn)轵?yàn)純時(shí)點(diǎn)燃的試管中可能留有火焰，立即收集氫氣會(huì)點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生器內(nèi)不純氫氣，引起危險(xiǎn)。(2)氫氣最好現(xiàn)制現(xiàn)用，收集在集氣瓶中的氫氣，也最好馬上使用，因?yàn)闅錃馐亲钶p的氣體，非常容易擴(kuò)散，如果不及時(shí)使用氫氣逸散后會(huì)造成純度不夠。實(shí)驗(yàn)拓展：因?yàn)榉磻?yīng)條件、反應(yīng)物狀態(tài)相似，實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的裝置與制取二氧化碳的裝置相同，可用下列裝置制取氫氣或二氧化碳在實(shí)驗(yàn)室還可以利用啟普發(fā)生器制取氫氣：空啟普發(fā)生器正在反應(yīng)的啟普發(fā)生器停止反應(yīng)的啟普發(fā)生器利用啟普發(fā)生器制取氫氣非常方便，并且獲得的氫氣量較多，適合需要較多量氫氣的場(chǎng)合。但是使用啟普發(fā)生器要注意以下幾點(diǎn)：反應(yīng)不需條件，而且反應(yīng)時(shí)不能產(chǎn)生大量的熱。反

5、應(yīng)物一個(gè)是固體（需要塊狀或粒狀，反應(yīng)時(shí)不能變成粉末狀），一個(gè)是液體。生成氣體不能是易溶于水的氣體。實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)導(dǎo)航：例題1：某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列四個(gè)制取氣體的實(shí)驗(yàn)：用硝酸跟鋅反應(yīng)制氫氣；用稀鹽酸跟生石灰反應(yīng)制二氧化碳；用高錳酸鉀制氧氣；用10的鹽酸跟大理石反應(yīng)制二氧化碳。上述四種設(shè)計(jì)中，正確的是 （ ）完全正確 都不正確 正確 正確例題點(diǎn)評(píng)：本題考察實(shí)驗(yàn)室制取各種氣體的原理與反應(yīng)。解題指導(dǎo)：鋅在金屬活動(dòng)性順序中雖排在氫的前面，但由于硝酸(HN03)具有氧化性，它與鋅反應(yīng)生成水而不是氫氣，因此實(shí)驗(yàn)室制取氫氣用稀鹽酸或稀硫酸與金屬鋅反應(yīng)，不用有氧化性的硝酸或濃硫酸。生石灰的主要成分是氧化鈣，它與鹽酸反應(yīng)生

6、成鹽和水。高錳酸鉀加熱可制得氧氣。實(shí)驗(yàn)室中采用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取CO2也是正確的所以，四種方法、錯(cuò)誤，正確，故答案為(D)。答案：D。例題2：鑒別氫氣、氧氣、二氧化碳三種氣體最簡(jiǎn)便的方法是 A分別通入澄清石灰水 B. 測(cè)定三種氣體的密度 C. 用燃著的木條分別放入集氣瓶 D. 試驗(yàn)三種氣體的溶解性例題點(diǎn)評(píng)：本題實(shí)際考察對(duì)三種氣體的主要化學(xué)性質(zhì)。解題指導(dǎo)：鑒別氣體通常利用氣體的化學(xué)性質(zhì)的不同。利用A的方法，只能鑒別出二氧化碳，因?yàn)橹挥卸趸寄苁故宜兓鞚?。B、D兩種方法在操作上都很煩瑣，不宜選用。氧氣最顯著的特征是可以支持燃燒，氫氣和二氧化碳都不能支持燃燒，且氫氣能燃燒二氧化碳則不能，所

7、以用燃著的木條放入集氣瓶中會(huì)產(chǎn)生三種不同的現(xiàn)象，能夠區(qū)別三種氣體，是最簡(jiǎn)便的方法。答案：C。例題3：用稀鹽酸和鋅粒反應(yīng)制取氫氣時(shí)，?；煊新然瘹?、水蒸氣等雜質(zhì)，為證明并除去雜質(zhì)，制得純凈的氫氣，可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：(1)寫出稀鹽酸與鋅粒反應(yīng)的化學(xué)方程式 。(2)B裝置中所發(fā)生的現(xiàn)象是 ，其主要作用是 。(3)C裝置中所發(fā)生的現(xiàn)象是 ，其作用是 。例題點(diǎn)評(píng)：本題考察實(shí)驗(yàn)室制取氣體后的雜質(zhì)的檢驗(yàn)、凈化和干燥的一般方法。解題指導(dǎo)：了解各個(gè)裝置的作用以及雜質(zhì)檢驗(yàn)和去除的先后順序是解題的關(guān)鍵。A裝置是氣體的發(fā)生裝置，B裝置中的無水硫酸銅遇水變藍(lán)，主要是用來檢驗(yàn)水蒸氣的存在。C裝置中的AgNO3溶液能和HCl反

8、應(yīng)產(chǎn)生白色AgCl沉淀，所以即能檢驗(yàn)HCl氣體的存在，也能除去HCl氣體。濃硫酸主要是吸收水蒸氣。答案：（1） （2）白色粉末變藍(lán)，驗(yàn)證水蒸氣的存在。 （3）有白色沉淀生成，驗(yàn)證并除去HCl氣體。例題4：甲、乙兩個(gè)學(xué)生想完成老師布置的家庭小實(shí)驗(yàn)，但他們僅有一大一小兩種試管和稀硫酸。他們找來鋁干電池的鋅皮，各自設(shè)計(jì)了一種裝置，制取并收集一試管氫氣。 甲學(xué)生： 乙學(xué)生：（1）哪個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置比較合理？ 。另一設(shè)計(jì)的裝置不合理的原因是 。 （2）用較合理的裝置制取氫氣，要使氫氣充滿收集氫氣的試管，應(yīng)該采取的措施是 。（3）在家中，還可能用哪些物品代替干電池鋅皮和稀硫酸完成實(shí)驗(yàn)？例題點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室氫氣制取原理和收集方法的理解，考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。解題指導(dǎo)：此題涉及的兩種裝置，學(xué)生雖沒接觸過，但由于都是制備H2，因此無論怎樣的裝置都應(yīng)當(dāng)符合制備H2的原理和H2的有關(guān)性質(zhì)。顯然乙學(xué)生設(shè)計(jì)的較合理，H2較輕，收集的試管把反應(yīng)的試管套