氢气的制取和性质教案

【教学重点】实验室制取氢气的方法、收集方法和检查气密性的方法。【教学难点】制取氢气的仪器连接和组装，氢气的纯度检验。氢气的制取和性质【实验准备】实验仪器：启普发生器、烧杯、集气瓶、毛玻片、导管、水槽、硬质试管、酒精灯、铁架台、止水夹。实验药品：硫酸溶液（1:4）、洗涤剂、凡士林、硫酸铜、锌粒。一、启普发生器①启普发生器原理：图1启普发生器启普发生器（如图所示）由三部分组成，上面一部分是球形漏斗（用于添加液体溶液）、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（控制反应的发生与终止）。通常可以用启普发生器的反应须满足以下几个方面：固液不加热（固体反应物块状或颗粒状）、反应本身不放出大量的热的反应、生成的气体难溶于反应物的反应。装药品时，先拔去连接导气管的胶塞，小心地把颗粒固体物装入中球。然后塞紧胶塞，把活塞打开，将液体从球形漏斗倒入。注入液体后，液体先充满下球斗，继而上升到中球，并跟颗粒物接触，发生反应，产生气体，经导管并通过活塞放出。不用时，关闭活塞，气体不能放出，中球内的压强增大，把液体压入下半球，再沿长颈上升到漏斗里，使颗粒物跟液体脱离接触，从而终止反应。②气密性的检查：装料前，先气密性，方法是关住导气管上的旋钮，由漏斗处注入水后，在液面处划一记号，若数分钟内液面不下降，说明气密性良好；若下降，可涂凡士林密封。二、制取氢气的步骤1.把锌粒由容器上插导气管的口中加入，然后放正仪器，再将装导气管的塞子塞好。3.接着由球形漏斗口加入稀硫酸。2.使用时，扭开导气管活塞，酸液由球形漏斗流到容器的底部，再上升到中部跟锌粒接触而发生反应，产生的氢气从导气管放出3.用排水法和向下排空气法收集氢气Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑三、氢气纯度的检验1.用排水法收集一试管氢气。2.用拇指堵住试管口向下移近火焰。3.如听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯,用拇指堵住试管口一会后，重复1、2两步操作。如只发出轻微的“噗”声为止，此时H2已纯，可以使用。四、氢气的性质①H2在空气中燃烧2H2+O2点燃2H2O检验纯度后，在导管上连接一尖嘴玻璃管，点燃后，氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰。在火焰上方罩一干净烧杯，片刻烧杯内壁就有液滴顺壁流下，说明氢气燃烧生成了水。②H2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，轻轻摆动或用嘴吹气，泡泡脱离管口，用火在气泡上方点燃，随着“噗”的一声，伴有黄色火球出现。③H2还原CuOH2+CuO△Cu+H2O取一干燥的硬质试管，底部铺薄薄一层氧化铜并倾斜安装于铁架台上（管口略低于底部），先通一会儿H2，然后加热，当管口有液滴出现时，CuO加热部位由黑色变为红热，再慢慢变为紫红色。撤掉酒精灯，继续通H2至试管冷却。注意事项：（1）先通氢气，排净小试管内的空气后再加热。（2）黑色氧化铜全部转变为红色铜后，先移开酒精灯，继续通氢气，待试管冷却到室温，可移去导气管，停止通气。（3）试管口要略向下倾斜，防止水珠倒流炸裂试管。课堂练习一、选择1、下列物质，由一种气体单质在氧气中燃烧生成的是（）A、二氧化硫B、二氧化碳C、水D、一氧化碳2、下列关于H2的性质，属于化学性质的是（）A、H2不易溶于水B、H2在一定条件下能和N2化合成NH3C、H2比空气轻D、H2是一种无色无味的3、点燃氢气有爆鸣声，说明氢气中混有（）A、氧气B、氮气C、氩气D、二氧化碳4、检验H2的纯度，当听到有爆鸣声，这时应怎样做？（）A、用拇指堵住试管一会儿再收集B、换一支试管再收集C、用原试管继续收集D、直接用于实验5、下列氢气的性质中，通常用于检验氢气的是（）A、密度是气体中最小的B、有可燃性，燃烧时火焰呈淡蓝色C、使CuO还原成CuD、与O2混合点燃发出爆鸣声，其生成物只有水一种物质6、点燃下列混合气体时，可能发生爆炸的混合物是（）①氢气与空气②氢气与二氧化碳③石油液化气与空气④煤气与空气⑤煤气与氮气A、①②③B、③④⑤C、①③④D、②④⑤7、在氢气跟氧化铜的反应中，氧化铜是（）A、还原剂B、被还原C、氧化剂D、被氧化8、用氢气还原氧化铜的错误作法是（）A、开始时，先加热后通入氢气B、通氢气的导管插入试管底部氧化铜的上面C、试管口稍向下倾斜D、结束时，先撤导管后撤酒精灯9、下列反应中，水做为氧化剂的是（）A、Na2O+H2O==2NaOHB、2H2+O2==2H2OC、3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2↑D、CO2+H2O==H2CO3二、填空1、阅读下文：在通常情况下，硫化氢是一种没有颜色的、具有臭鸡蛋气味的有毒气体，比空气重，能溶于水，在空气中点燃硫化氢气体，有二氧化硫和水生成。硫化氢的实验室制法：用块状硫化亚铁和稀硫酸反应，就有硫化氢气体逸出，回答：①具有臭鸡蛋气味，这属于硫化氢的性质（填物理或化学）。②制取硫化氢气体的装置可选用（制氢气、制氧气）的气体发生装置，收集时可用法。（注：是改进后的收集装置）③写出硫化氢在空气中燃烧的文字表式：，用符号表示为。2、按下列要求写出反应的反应式：（1）有水生成的化合反应（2）生成物中既有氧单质又有含氧的化合物的分解反应（3）有水生成的置换反应（4）无水生成的置换反应（5）无氧参加的化合反应3、A物质在一定条件下可分解成B、C两种气体。将点燃的硫放在B中，则燃烧得更旺，且发出明亮的蓝色火焰，同时生成一种有刺激性气味的气体D；将C通过加热的氧化铜，则生成A和E。由此可推断出：A是；B是；C是；D是；E是。4、如图，是实验室制取氢气并用氢气还原氧化铜的装置图，试按下列要求回答下列问题：（1）指出图中的四处错误，并加以改正。①②③④（2）装置改正后进行实验时，有下列操作（每次操作只能使用一次）：①加热CuO；②通入纯净H2；③继续通入H2；④停止加热。其正确的操作顺序是（填序号）、、、。（3）若实验时出现下列情况，请你在横线上指出此种情况的可能原因：（填一种）①装CuO的试管炸裂。②长时间加热时，发现CuO颜色始终不变。③实验结束时，发现制得的铜很快变黑。2H2+O2点燃2H2O；KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2；H2+CuO△Cu+H2O；Zn+H2SO4==ZnSO4+H2；H2+Cl2点燃2HCl。H2O；O2；H2；SO2；Cu。长颈漏斗未伸入液面下；试管口高于试管底部；导管未伸到试管底部；不应该使用橡皮塞。②①④③（1）试管口向上；没均匀受热；试管外壁有水；氢气不纯；没排尽试管内空气就加热。（2）氢气和氧化铜没有充分接触；所通入的气体不是氢气。（3）没等试管冷却就撤掉氢气。5、根据下面实验室制取氢气并验证氢气性质的实验装置，回答下列问题：（1）实验室制取氢气的化学反应方程式为________，反应类型是________．（2）B装置的作用是________，不能取消B装置的原因是________．（3）C装置盛放氧化铜的玻璃管中的现象是________，________．（4）C装置的一个显著优点是________．（5）实验开始时，应先通入氢气一会儿，然后再加热，这样操作的目的是________．实验结束时的正确操作是________．（6）该装置可验证氢气的________性和________性．课后练习1、多选）氢气（）A、稳定B、在常温下性质稳定C、很活泼D、在点燃或加热等条件下性质活泼2、氢气还原氧化铜的实验中主要操作有：①给氧化铜加热②撤去酒精灯③通入氢气④继续通入氢气，正确的操作顺序是（）A、①③④②B、①③②④C、②①④②D、③①②④3、下列氢气的用途与可燃性有关的是（）A、充灌探空气球B、利用氢氧焰焊接金属C、冶炼金属钨D、H2与N2反应制NH34、关于H2还原CuO的说法，正确的是（）A、反应前后，Cu元素由游离态变成化合态B、H2得到了氧，是还原剂，发生了还原反应C、观察的现象是：CuO变成了Cu，同时生成了H2OD、Cu是还原产物5、工业上用H2冶炼钨、钼等金属，主要因为（）A、氢氧焰温度太3000℃B、在整个宇宙中氢原子所占原子质量分数很大，原料来源丰富C、氢气具有还原性，能夺取含氧化物中的氧原子D、用氢气冶炼金属，不产生污染物6、下列说法正确的是（）A、由于氢气比氧气轻，如果把混有氧气的氢气集气瓶敞口静放几分钟后再去点火，就不会爆炸了B、物质发生燃烧的反应必须有氧气参加才行C、在氧化还原反应中，发生还原反应的物质是还原剂，发生氧化反应的物质是氧化剂D、液态氢可做火箭的燃料7、通过下列反应，一定能得到单质的是（）A、化合反应B、分解反应C、置换反应D、复分解反应直接点燃或加热氢气前，一定要检验氢气的，其操作方法是：若用排水法收集一试管氢气，则用堵住试管口，移近火焰，移开点火，若听到声，表明氢气不纯，这时应用堵住试管口一会儿，然后再收集检验，直到很小，才表明氢气已经纯净了。纯度；大拇指；大拇指；爆鸣；大拇指；爆鸣声