(1)實驗原理:氫通常由活性金屬與稀硫酸或稀鹽酸反應產生。
反應,如果用鎂的話,反應速度會太快,不利於收集。如果用鐵,反應速度會太慢。如果濃鹽酸與鋅反應生成氫氣,氫氣中會含有氯化氫氣體,氯化氫氣體可被氫氧化鈉溶液吸收並除去。
(2)反應方程式:
鋅+硫酸=硫酸鋅+H2
③反應裝置(?註意):
A.長頸漏鬥的下端應延伸到墊圈下方,以形成液封並促進固液分離。
B.因為氫氣不溶於水,密度低於空氣,所以可以通過排水或向上排氣的方式收集。
C.優點:反應可以控制和停止;可以省藥。
D.類似的氫氣發生器圖2(不加熱的固-液氣體生產)
(4)實驗步驟
A.根據實驗要求,安裝實驗儀器;
B.檢查儀器和裝置的氣密性:關閉止水夾,向分液漏鬥中加入足夠的水。如果漏鬥中的液面能存在壹段水柱,且不持續下降,說明原裝置氣密性好;
c、裝藥:首先將鋅粒放在墊片上,打開止水夾,將稀鹽酸註入長頸漏鬥,反應放出氫氣;
D.凈化氣體:因為氫氣是可燃氣體,所以在進行性能實驗前必須進行凈化。用引流法收集壹個氫氣試管,用拇指塞住,將管口下移至火焰處,然後移開拇指點火。如果聽到尖銳的爆裂聲,說明氫氣不純,需要再次收集提純。如果只聽到微弱的聲音,說明氫氣是純的。
E.氣體收集:通過排水或向下排氣收集。
F.結束實驗:止水夾關閉時,產生的氫氣無法從氣道逸出。當試管內氣壓升高時,稀硫酸會從分液漏鬥下端的噴嘴被壓回到分液漏鬥內,從而使稀硫酸與鋅粒分離,反應停止。
分析:(1)根據實驗室造氫用藥物的分析溶液,在選擇實驗室造氣用藥物時,應選擇反應速度適中的藥物;
(2)根據反應原理寫出方程式;
(3)根據氣體的密度和溶解度可以確定收集方式,根據裝置的特點可以知道其優點;
(4)按照上述方法檢查裝置的氣密性。
溶液:(1)鋅與反應速率適中的稀硫酸或稀鹽酸在實驗室可以用來制氫。鎂和酸的反應速度太快,不利於收集。鐵和酸的反應速度太慢,濃鹽酸揮發氯化氫氣體,使收集的氫氣不純。氯化氫與氫氧化鈉溶液反應,氫氣不反應,所以可用氫氧化鈉溶液除去氯化氫氣體。
(2)鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣,反應方程式為:Zn+H2SO4 ═ ZnSO4+H2 ↑;
(3)由於氫氣不溶於水,可用排水法收集,其密度小於空氣,故可用向下排氣法收集;
該裝置打開夾具,固液接觸產生氫氣,關閉夾具,試管內氣壓升高,酸被壓入長頸漏鬥,固液分離,反應停止,可隨時控制反應,節省藥物;
(4)關閉止水夾,向分液漏鬥中加入足夠的水。如果漏鬥中的液面能存在壹段水柱,且不連續下降,說明該裝置氣密性好;