① 如何在實驗室製取氫氣
早在16、17世紀的時候,就有好幾位科學家都發現了氫氣是由金屬和酸反應生成回的一種可答燃性氣體。直到現在,氫氣的實驗室製法仍然選用金屬跟酸反應。
在實驗室,製取氫氣的裝置比較簡單。取4支試管,分別向其中加入鎂條、鋅粒、鐵釘、銅片,然後向試管中加入等量的同種稀硫酸,觀察產生氣體的速率。
在試管中,稀硫酸同時與鎂、鋅、鐵、銅接觸產生的實驗現象分別是:鎂與稀硫酸反應劇烈;鋅與酸反應,產生氫氣的速率較快;鐵與稀硫酸反應很慢;銅與稀硫酸接觸,沒有明顯現象。實驗室製取氣體要求便於操作和收集,而鎂反應速率過快,不方便收集;鐵反應速率過慢,因此選用鋅最為合適。
完整的氣體製取裝置包括發生裝置(即發生反應生成該氣體的裝置)和收集裝置兩部分。氣體發生裝置的確定,要依據反應原理,特別是反應物的狀態和反應條件。實驗室製取氫氣所用的鋅是顆粒狀固體,所用的稀硫酸是液體,常溫下兩種葯品接觸即可發生反應。由此可見,只需用容器將鋅和稀硫酸盛放在一起,並將產生的氫氣通過導管導出即可。因此發生裝置應由反應容器,膠塞玻璃導管三部分構村若反應容器為試管和燒瓶還應用到鐵架台。這種裝置是最簡單的氫氣發生裝置。
② 鋅和硫酸製取氫氣裝置優點
①鋅粒和稀硫酸反應製取氫氣,同時生成硫酸鋅,反應的化學方程式為:內Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑.
②關容閉F裝置中的彈簧夾後,裝置內產生的氣體排不出去,裝置內的氣體壓強增大,使液體被壓回長頸漏斗,液面下降,反應液與塊狀固體脫離,反應停止;使反應發生,打開彈簧夾即可;所以F作為氫氣發生裝置的優點是可以隨時控制反應的發生和停止.
③若瓶中先裝滿水,用排水法收集氫氣時,長導管是出水管,氫氣應從b端通入.
故答案為:①Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑;②可以隨時控制反應的發生和停止;③b.
③ 如圖是小明設計的兩個實驗室製取氫氣的裝置.(1)與甲裝置比較,乙裝置的優點是:______.(2)用上述裝
(1)實驗室製取氫氣的裝置,要選取便於隨時添加酸液的乙裝置;
(2)A導管口一有氣泡就馬上收集;B裝置漏氣;C收集氣體的試管內未裝滿水,都可能導致氫氣不純,混有空氣;
(3)二氧化碳密度比空氣的大,故用向上排空氣法收集,反應的方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(4)二氧化碳溶液水,導致集氣瓶中的壓強減小,在大氣壓的作用下,就會出現:往集氣瓶中注入適量水,蓋上玻璃片振盪,將集氣瓶倒置,結果玻璃片不會掉下.
故答:(1)便於隨時添加酸液
(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ A、B、C
(3)向上排空氣法、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(4)往集氣瓶中注入適量水,蓋上玻璃片振盪,將集氣瓶倒置,結果玻璃片不會掉下.
④ 如圖是某同學設計的兩個實驗室製取氫氣的裝置.(1)與甲裝置比較,乙裝置的優點是______(2)用上述裝置
(1)乙裝置中有長頸漏斗,可以隨時補充酸溶液; (2)實驗室製取用稀硫酸和鋅粒反應製取氫氣,製取氫體的方程式為:Zn+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ↑;導致氫氣不純的原因很多:①導管口一有氣泡就馬上收集;②裝置漏氣;③收集氣體的試管內未裝滿水,這些都能導致製取的氫氣中混有空氣; (3)二氧化碳的密度比空氣的大,用向上排空氣法收集. 故答案為:(1)隨時補充酸溶液; (2)Zn+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ↑;ABC; (3)向上排空氣. |
⑤ 圖(1)是小明同學設計的兩個實驗室製取氫氣的裝置. (1)與甲裝置相比,乙裝置的優點是
(1)隨時補充酸溶液 (2)Zn+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ↑; ①②③ (3)向上排空氣; CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +CO 2 ↑+H 2 O (4)迅速滴入幾滴水,立即蓋好玻璃片震盪後,將瓶倒拿,看到玻璃片不會掉下 |