实验氢气的制备和铜相对原子质量的测定

实验氢气的制备和铜相对原子质量的测定——氢气的发生与安全使用 1 实验氢气的制备和铜相对原子质量的测定——氢气的发生与安全使用一、教学目的 1．通过制取纯净的氢气让学生学习和练习气体的发生、收集、净化和干燥的基本操作； 2．掌握通过氢气还原氧化铜的方法测定铜的相对原子质量。二、实验用品仪器：试管、启普发生器、洗气瓶、干燥管、分析天平、酒精灯、铁架台、铁夹、台秤。固体药品：氧化铜、锌粒、无水氯化钙。液体药品：KMnO4(0.1mol/L)、Pb(Ac)2(饱和)、H2SO4（6mol/L）材料：导气管、橡皮管三、实验原理 Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑ CuO + H2 === Cu + H2O 由于制备氢气的锌粒中常含有硫、砷等杂质，所以在气体发生过程中常夹杂有硫化氢、砷化氢等气体。硫化氢、砷化氢和酸雾可通过高锰酸钾溶液，醋酸铅溶液除去。再通过无水氯化钙的干燥管进行干燥。 H2S + Pb(Ac)2 === PbS↓+ 2HAc AsH3 + 2KMnO4 === K2HAsO4 + Mn2O3 + H2O 四、实验内容准确称取洁净干燥的硬质大试管质量→准确称取试管和氧化铜（加一小药匙即可）的质量→将试管固定在铁架台上(注意试管口朝下，氧化铜固体平铺试管底部) →检验氢气纯度（注意检验氢气的方法）→导气管伸入试管底部并在氧化铜上面（注意不要与氧化铜接触）→通氢气排空气→加热（注意按固体加热方法加热）→反应完毕（黑色氧化铜全部转化成红色铜）→撤火继续通氢气→试管冷却至室温→抽出导管（还应注意不要与铜接触）→停止发生氢气→滤纸吸干试管口水珠→准确称取试管和铜的质量五、数据记录与处理试管质量：m1实验氢气的制备和铜相对原子质量的测定——氢气的发生与安全使用 2 试管+氧化铜质量：m2 试管+铜质量：m3 铜的质量： m3 ­ m1 氧化铜的质量：m2 ­ m1 氧的质量：m2 – m3 铜的相对原子质量： CuO + H2 === Cu + H2O M+16         M m2 – m1 m3 – m1 3 2 1 3 ) ( 16 m m m m M--=或 CuO + H2 === Cu + H2O 16         M m2 – m3 m3 – m1 3 2 1 3 ) ( 16 m m m m M--=误差： % 100´-理理实 M M M 六、实验指导 1．对照仪器让学生了解启普气体发生器的构造启普发生器是由一个葫芦状的玻璃容器和球形漏斗组成的。葫芦状的容器（由球体和半球体构成）底部有一液体出口，用玻璃塞或橡皮塞塞紧。球体的上部有一气体出口，与带有玻璃旋塞的导气管相连。 2．启普气体发生器的使用方法（1）使用方法：①装配在球形漏斗颈和玻璃旋塞磨口处涂上一层凡士林，插好球形漏斗和玻璃旋塞，转动几次，使其严密。②检查气密性开启玻璃旋塞，从球形漏斗口注入水至充满半球体，关闭旋塞。继续加水，待水从漏斗管上升到漏斗球体内，停止加水。在水面处做一记号，静止一会儿，如水面下降，证明漏气，需要检查各连结处，如水面无变化，证明不漏气，可以使用。③加试剂在葫芦状容器的球体下部放上一些玻璃棉或橡皮垫圈，以避免固体掉实验氢气的制备和铜相对原子质量的测定——氢气的发生与安全使用 3 入半球体底部。从气体出口加入固体药品（加入固体的量不宜过多，以不超过球体容积的1/3为宜，否则固液反应激烈，酸液很容易被气体从导管冲出）。开启旋塞，从球形漏斗加入酸液，当酸液刚到葫芦状容器细颈处，关闭旋塞，再加入酸液至球体漏斗的 1/3 处。④气体发生打开旋塞，固液接触，开始反应产生气体。停止使用，关闭旋塞，固液分离，停止反应。再使用再打开旋塞即可，非常方便。⑤添加或更换试剂更换或添加固体试剂时，关好导气管旋塞，酸液压入半球体，用橡皮塞塞紧球形漏斗上口，取下导气管橡皮塞，更换或添加固体试剂。更换酸液时，用塞子将球形漏斗上口塞紧，液体出口稍朝上倾斜，然后取下液体出口塞子，将废酸缓缓倒入废液桶内，塞紧塞子，从球形漏斗加入酸液。⑥实验完毕，清洗容器实验结束后，按⑤中方法将酸液倒入回收瓶内。然后取下导气管橡皮塞，将未反应完的固体试剂倒入小烧杯中，用水洗净表面的酸液，放入回收瓶内。取下球形漏斗，把各部分洗净，将磨口处都夹一纸条，以免时间长，磨口粘住拔不出来。（2）注意事项：①移动启普发生器时，一手握住葫芦状容器颈部，一手托住葫芦状容器底部，切勿只握住球形漏斗，以免葫芦状容器落下打碎。②启普发生器不能加热，固体必须是颗粒较大或块状的。③玻璃旋塞处凡士林应在旋塞孔的两旁少涂一些，以免凡士林堵住塞孔。磨口处的凡士林涂好后，做到薄而透明，无凡士林从磨口处挤出。④固液试剂加入量不宜过多。⑤中途停止使用时，一定让反应停止，以免浪费药品。⑥废酸液及未反应的固体不能随便倒入水槽，需回收。⑦实验结束，仪器洗净，玻璃磨口处一定夹纸条。 3．指导实验装置的装配方法 4．氢气的验纯方法 5．注意指导氢气与氧化铜反应前后操作顺序