实验报告常见气体的制备及性质

实验报告常见气体的制备及性质——氢气、氯气姓名：李彩琳学号：201011151934指导老师：孙根班实验日期：2013-04-09交报告日期：2013-06-12氢气的制备及性质一、实验目的1.使学生熟悉启普发生器的原理和构造，掌握其使用方法。2.掌握演示氢气性质实验的安全操作技能3.初步掌握运用氢气还原氧化铜实验，讲解氧化还原反应概念的教学技能二、实验用品仪器和装置：启普发生器、试管、酒精灯、蒸发皿、干燥管、烧杯、集气瓶、玻璃片、水槽、旧易拉罐、玻璃棒试剂和材料：锌粒、盐酸（1:1）、凡士林、洗衣粉、甘油、碱石灰、氧化铜、蜡烛、洗涤剂三、实验过程1.启普发生器的安装练习2.氢气验纯打开导气管活塞，向下排空气法收集一试管氢气，移近火焰，听是否有爆鸣声（注意：氢气随用随制，及时关闭导气管活塞，防止氢气散到室内）3.氢气吹肥皂泡蒸发皿装上洗涤灵，将导氢气的软胶管蘸上洗涤灵，管口朝上吹泡。泡泡飞落，用木条点燃。a.安装（擦干净，抹凡士林）b.检查气密性（液封法）c.排酸（右手握球体，半球体下口朝上，拔塞子）d加锌（小于1/3，导管口加，加玻璃球防漏）e.加酸（打开导管活塞，从漏斗口加，刚好浸没锌粒）f.中途添锌（酸液压到漏斗，塞住漏斗口，拔出导管塞，加锌）g.中途添酸（先排除稀酸，再从漏斗口加浓酸）4.爆鸣气方法一：氢气通入蒸发皿的洗涤灵中，堆满气泡，点燃，发生爆鸣。方法二:易拉罐（底部打一小孔），先用胶带封住，收集满氢气后，撕开胶带点燃，发生爆鸣。5.氢气燃烧生成水启普发生器接一尖嘴导管，点燃，观察颜色，罩上冷的烧杯，观察。6.氢气还原氧化铜方法一：如图，通入已验纯的氢气，赶走试管中的空气，再加热。观察现象。方法二：取铜丝，用砂纸磨光表面后，在玻璃棒上绕城螺旋状，再放在酒精灯的外焰上加热，使表面生成黑色的氧化铜，将此表面氧化的铜丝放入试管内，用氢气还原后，可观察到其表面的氧化铜又变成光亮的铜。四、实验记录与结论分析1.氢气验纯：听到轻轻的噗噗声，氢气比较纯2.氢气吹肥皂泡：导管末端有气泡逸出3.爆鸣气：氢气泡点燃后发生爆炸4.氢气燃烧生成水：氢气燃烧为淡蓝色火焰，有水珠生成5.氢气还原氧化铜：黑色固体变红，试管壁上有水珠生成分析：利用启普发生器制氢气可有效控制反应速率，是很好的固液反应器，本（注意：a.盐酸制氢气碱石灰干燥除去水蒸气和酸雾。b.控制气流速度，导氢气的管口不宜太细，否则泡泡太小c.引火木条置于吹泡导管上方，不能在起普发生器附近）（注意：a.加热前预热，试管一定要倾斜b.先通氢气防止与空气混合发生爆炸c.反应完后继续通氢气防止还原后的铜被余热又氧化）实验操作要注意安全，氢气的验纯，爆鸣气等操作要小心。氯气制备及其性质一、实验目的掌握实验室制取、收集氯气的操作方法和氯气性质实验，尤其要学生学会无污染操作。二、实验原理实验制取氯气方法：用高锰酸钾和浓盐酸作用制氯气2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O三、实验用品及装置仪器和装置蒸馏烧瓶（250mL）、分液漏斗、铁架台、铁圈、石棉网、导管、硬纸盖、磨口集气瓶、毛玻璃片、试管、燃烧匙、镊子、坩埚钳、燃氢的尖嘴导管、启普发生器、酒精灯、火柴、水槽试剂和材料高锰酸钾、浓盐酸、碱液、金属钠、细铜丝、细铁丝、镁条、锌粒、工业盐酸、石蕊试纸、硝酸银溶液、饱和食盐水四、氯气的制备1.对装置的认识2.绿色化的改进2．1实验装置图⑤③①带开关的输液袋②广口瓶③注射器④带有夹子的排水导管⑤排气的导管⑥平底试管（经处理的注射器）①②④2.2实验步骤1.检查装置气密性。按图所示组装好装置，关闭④处的夹子和①处的夹子，向外拉注射器，若不能拉动，说明装置气密性好。2．在广口瓶中装满饱和的氯化钠溶液，向⑥中加入约0.5克高锰酸钾，在输液袋中加含FeSO4的30mL浓盐酸，并将橡皮塞塞在广口瓶上。4.用20mL注射器吸取约15mL氢氧化钠饱和溶液；然后将注射器插在橡皮塞上。5.打开④处的夹子和①处的夹子，向⑥中加含FeSO4的30mL浓盐酸，此时浓盐酸与高锰酸钾立即反应，并很快可以看到有黄绿色的气体产生。产生的氯气通过排饱和氯化钠溶液，充满广口瓶。6.收集满氯气关闭④处的夹子，在④处换上其他集气瓶再打开④处的夹子进行收集。7．最后用注射器向广口瓶中注入氢氧化钠溶液，以吸收尾气。2.3改进后优点1、由半封闭装置改进为全封闭装置，完全消除了氯气对环境的污染。2、所用的仪器简单易得，装置连接容易，操作方便。3、便于控制氮气的产生和停止，现象明显，成功率高，安全可靠。4、设计精巧，能激发学生学习兴趣，培养了学生的创新思维。5、本装置还适用于氯化氢、硫化氢、二氧化硫等气体的制备。二、氯气的性质实验的绿色化改进1、氯气和水、碱的实验§1.1对氯气与水、碱反应的常用装置认识该装置存在以下缺陷：（1）氯气在水或碱中的反应程度较小，通入氯气的速度不好控制；（2）反应后溶液中仍有剩余氯气，撤出装置时氯气会泄露。Cl2水或碱§1.2氯气与水、碱反应装置的绿色化为了防止Cl2和水、碱反应时气体外逸，对环境造成污染，我们对实验进行了如下改进：I、实验仪器医用注射器（50ml）、矿泉水瓶(550ml)、橡皮塞。II、操作步骤①收集一矿泉水瓶Cl2，用橡皮塞塞紧。②用注射器吸取50ml左右的水从橡皮塞处注入瓶中，振荡瓶子。③用注射器吸取少量紫色石蕊溶液从橡皮塞处注入该瓶中。④最后用注射器吸取10ml左右的NaOH溶液也从橡皮塞处注入该瓶中，振荡瓶子。III、实验现象①用注射器吸取50ml左右的水注入瓶中，振荡瓶子时，瓶子迅速变瘪，且所得溶液为黄绿色。②用注射器吸取少量紫色石蕊溶液注入瓶中，先变红，振荡后褪色。③用注射器吸取10ml左右的NaOH溶液注入瓶中，振荡瓶子时，瓶子完全变瘪，黄绿色褪去变成无色溶液。IV、结论①由现象1可知Cl2为黄绿色。Cl2能溶于水，且新制的氯水中含有Cl2。②由现象2可知Cl2不但能溶于水，而且和水反应生成了H+和漂白性的HClO分子。③由现象3可知Cl2和碱反应。V、优点①安全可靠，无污染。②取材方便，做到了废物利用，节省了资金。③装置简单，操作方便，现象明显，易激发学生的兴趣。④本实验不仅可以验证Cl2与水、碱的反应，也能确定氯水的成分和物理性质，一举多得，节约了原料。VI、注意事项：收集时要使Cl2浓度大些。2、氢气在氯气中燃烧Cl2H2盖玻片§2.1对氢气在氯气中燃烧的常用装置认识装置如下图：该装置的缺陷：揭开盖玻片的瞬间氯气会泄露出来，底部的氯气和氢气不能完全反应。空气中的氧气会参与反应，存在安全隐患。§2.2氢气在氯气中燃烧的绿色化改进I、实验用品及装置图盛满Cl2的单球干燥管、30mL广口瓶、带有多用滴管和直角玻璃导管的橡皮塞、带有橡皮塞的尖嘴玻璃导管、玻璃水槽(高50mm、Φ90mm)、试管(10×75mm)、海绵Zn、稀H2SO4、NaOH溶液、水。II、实验步骤(1)把多用滴管内的稀H2SO4注入盛有海绵Zn的广口瓶中，检验H2的纯度。(2)点燃H2后，插入盛满Cl2的干燥管中，使干燥管竖直向上，观察到H2在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰，H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，从干燥管溢出后，与空气中的水蒸气结合，形成白雾。(3)向干燥管中注入NaOH溶液，振荡。NaOH与HCl、剩余的少量Cl2反应，生成无害的NaCl、NaClO和H2O。3、铜在氯气中燃烧§3.1对铜在氯气中燃烧的常用装置的认识该装置的缺陷：揭开玻璃片的瞬间氯气会泄露出来，底部的氯气和铜不能完全反应。生存的烟太多，严重带出大量的氯气。§3.2铜在氯气中燃烧的绿色化I、实验用品及实验装置(图3)盛满Cl2的燃烧管、一个带有多用滴管的橡皮塞、螺旋状Cu丝、酒精灯、蒸馏水。II、实验步骤(1)把附在橡皮塞上的螺旋状Cu丝加热至红热，迅速插入盛满Cl2的燃烧管中，会观察到Cu丝燃烧，2海绵Zn1稀硫酸图2氢气在氯气中燃烧燃烧管图3蒸馏水螺旋状的铜丝生成棕色的烟。(2)将多用滴管内的蒸馏水注入干燥管中，振荡，使棕色的烟—CuCl2小颗粒溶于水中后溶液呈蓝绿色。III、注意事项(1)在使用时要轻轻振荡试管，让氯气充分反应完。(2)若实验后剩余有少量Cl2，也会溶于水中，生成无害的HClO和HCl。结束语：本学期通过中学化学实验的练习，在实验操作技能上有了很大的提高，实验探究分析能力也得到增强。更重要的是学习到实验一丝不苟的态度。感谢孙老师的耐心指导和师姐的热心帮助！