氢气验纯的方法

氢气的制法与性质

一、实验目的

1、熟悉启普发生器的构造和原理，掌握其操作技巧；

2、练习实验室制取氢气和检验氢气纯度的方法；

3、掌握演示H2还原CuO实验的方法。

二、实验用品

启普发生器、镊子、玻璃棒、玻璃丝、石棉网、试管、烧杯、酒精灯、铁架

台（带铁夹）、单孔橡皮塞、玻璃导管、胶皮管、水槽、塑料瓶。

凡士林、锌粒、稀硫酸（1∶4）、洗涤剂溶液、氧化铜、火柴。

3、实验原理

1、氢气的物理性质：氢气无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。

2、氢气的化学性质：

①可燃性

氢气在空气里的燃烧，实际上是与空气里的氧气发生反应，生成水。

2H2＋O2

2H2O

②还原性

氢气与氧化铜反应，实质是氢气还原氧化铜中的铜元素，使氧化铜变为红色

的金属铜。

CuO+H2

Cu＋H2O

3、实验室制取氢气的方法：

Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2

4、启普发生器

启普发生器的使用条件：块状固体与液体反应，反应不需要加热，生成的气

体难溶于水。

启普发生器的工作原理：打开活塞，球形漏斗中的液体与葫芦状容器内的固

体接触，反应开始，收集到所需气体后，关闭活塞，气体将液体压回球形漏斗中，

固体与液体分离，反应停止。

使用启普发生器制备气体的优点：能根据需要控制反应的进行，使反应随时

发生或停止。

4、实验步骤

1、利用启普发生器制取氢气

（1）启普发生器由三部分组成。上面一部分是球形漏斗，下面一部分是玻璃

球和玻璃半球所组成的容器，第三部分是带旋钮的导气管。

1--------------------------球形漏斗

2----拽文案 ----------------------玻璃球

3--------------------------玻璃旋钮

4--------------------------进样口

5--------------------------出液口

（2）检验是否漏液

打开导气管上的旋钮，由漏斗处注入水至液面没过5出液口。一段时间后观

察出液口是否有水渗出，若没有说明不漏液，若有可在塞子磨口处涂凡士林密封。

（3）检验是否漏气

关闭导气管上的旋钮，由漏斗处注入水至玻璃球的一半处，在液面处划一记

号，若数分钟内液面不下降，说明气密性好；若下降可在磨口处涂凡士林密封。

（4）试剂准备

向启普发生器中加水至将金属锌全部淹没处，倒出水后量水的体积，这就是

所需浓硫酸的体积。量取适量体积的浓硫酸按V浓硫酸：V水=1:4稀释浓硫酸，把

浓同治十一年 硫酸慢慢加入水中并不断搅拌。此过程最后在水槽中进行便于散热。取用CuSO4

浸泡过的Zn粒约60粒，作反应试剂。

（5）制取H2

在球形漏斗颈适当位置用玻璃丝编绕数圈（可以编绕在稍微下端处，这样将

球形漏斗插入容器时，玻璃丝可以正好卡在玻璃球和玻璃半球交接处），以防止锌

粒下落。从启普发生器的进样口加入Zn粒，并用玻璃棒轻轻拨做调查英语 开防止Zn粒堆积。

安上婴儿的英语 导气管，打开旋钮，由上口加入稀硫酸至淹没Zn粒处，关上旋钮，固、液分

离。

2、H2的性质

（1）H2纯度的检验

打开旋钮，用排水法收集一试管的H2，管口向下移近火焰，放开拇指，如有

尖锐的爆鸣声，证明氢气不纯，要继续收集并检验，直至只发出轻微的9月思想汇报 “噗”声为

止。

（2）H2与空气混合的爆鸣

取一小塑料瓶，在底部凿一火柴梗粗细小孔，食指堵住小孔，排水法集满H2

后，倒放于石棉网上以保证空气通畅。点燃火柴，放开手指，用火柴梗捅透小孔水

磨，发生爆鸣，塑料瓶被炸飞。

（3）H2吹肥皂泡

取少量洗涤剂用蒸馏水配成溶液，。用橡皮管在洗涤液中蘸一下，管口仍朝

下，慢慢开通H2流，待气泡出现后，将管口迅速反转朝上，轻轻摆动或用嘴吹，

泡泡脱离管后，用火在气泡上方点燃，随着“噗”的一声，伴有黄色的火球出现。

（4）H2还原CuO

取一干燥的硬质试管，底部铺有薄薄一层祖国在我心中演讲稿 氧化铜并倾斜安装于铁架台上（管

口略低于底部），先通一会H2，然后加热，当管口有液滴出现时，CuO加热部位有

黑色变为红热，在慢慢变为红紫色。撤掉酒精灯，继续通H2至试管冷却。检查紫

红色的金属铜中是否含有Cu2O，可将制成的紫红色金属铜取少量加入盛有稀H2SO4

的试管中，观察溶液是否变蓝，反应方程式为：

Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O若变蓝说明金属铜中含有Cu2O。

（5）实验完毕，稀硫酸从出液口倒如烧杯中以备下组使用，Zn粒也从出液

口倒出。清理试验台，清洗仪器。

五、实验反思

1、.稀释浓H2SO4时，一定要将浓H2SO4加入水中，因为浓硫酸稀释会放出

大量的热，若加反会导致液滴飞溅。

2、稀释过程要缓慢滴加浓H2SO4,边滴加边搅拌且在水槽中进行，这样有助

于稀释过程所产生的大量热释放出去。

3、Zn粒加入启普发生器中后，要用玻璃棒拨开，不能堆积在一起，否则会

导致Zn粒与H2SO4接触面积太中国经典寓言故事 小，产生H2太慢。

4、做H2与空气的混合爆鸣时，收集H2的过程中塑料瓶始终在水面以下，否

则无法形成液膜。

5、做H2吹肥皂泡实验时，用洗涤剂所配置的溶液如果太浓肥皂泡吹不大，

如果太稀吹不成泡泡。

6、做H2还原CuO实验时，先通一会H2以除去试管中的空气，防止H2与空

气混合，发生爆炸。撤掉酒精灯，继续通H2至试管冷却防止高温下，空气中的氧

气将Cu氧化为CuO。

7、启普发生器使用过程中若要再添酸或锌粒，产生H2之后必原始农耕生活 须先验纯后使

用，否则会出现不安全事故。

8、倾倒液体时使出液口斜向上防止液体喷涌而出。

六、讲解实验注意事项

1、对启普发生器的讲解按认识构造、工作原理、适用范围、注意事项的顺

序。

七、文献综述

原则上，金属活动顺序表中H之后的金属与酸反应均可产生H2。Mg和稀

H2SO4反应制H2速率太快不便操作,Mg的价格又比Zn高。Fe与稀盐酸反应制H2

速率太慢,且盐酸又有一定的挥发性,制得的氢气会含有氯化氢气体。所以,实验室

通常用Zn和稀H2SO4反应.启普发生器使用过程中,有几种常见的异常现象（1）

气体压不出来，现象及原因：洗液的液压太大,因而产生的气体并不流出导气管,

而是将发生器球体中的反应液压入球形漏斗中,使反应液与反应物固体脱离接触,

终止反应。（2）反应液流入洗瓶中，现象及原因：反应液加得太多,而反应液秋天的故事 的

液压又比洗液的液压大得多,因而反应液与气体同时流入洗瓶。（3）反应液和气

体倒流，从球形漏斗中压出世界上最大的鱼 ，现象及原因：反应的固体碎片落入发生器的瓶底,气

体将源源不断地产生。当关闭导气管活塞时,气体便将反应液压出漏斗外,并随之

逸出，若反应液的压差小于洗液的压差时,虽然活塞开启,但碎片产生的气体仍只

能从压强较小的漏斗口逸出,反应液较多时,反应液首先被压出漏斗外。

八、参考文献

1、罗静波.氢气的制取与性质释疑[J].化学教育2003

2、段玉峰.《综合训练与设计》[M].科学出版社2002