氢气的实验室制法及装置

❶ 氢气的实验室制法

反应原理：利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应，置换出氢元素。

用锌专与属稀硫酸反应：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

装置——启普发生器。

检验——点燃,淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠。

收集——排水法或向下排气法。

注意：

1、这里最好不用盐酸，是因为该反应放热，盐酸会挥发出氯化氢气体，使制得的气体含有氯化氢杂质。

2、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时，会优先置换出水中的氢并生成相应的碱，且反应过于剧烈。

3、选取的金属应与酸反应速率适中，产生气泡均匀。

4、不能使用硝酸或浓硫酸，因为这两种酸具有强氧化性，反应将会生成NO₂或SO₂。

(1)氢气的实验室制法及装置扩展阅读

虽然氢气在通常状态下不是非常活泼，但氢元素与绝大多数元素能组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种，但它们无法由氢气和碳直接化合得到。

氢气与电负性较强的元素（如卤素）反应，在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时，可生成一种较强的非共价的键，称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。

氢也与电负性较低的元素（如活泼金属）生成化合物，这时氢的氧化态通常为 -1，这样的化合物称为氢化物。

❷ 实验室氢气的制取方法

实验室制氢气：
Zn+H2SO4→H2↑+ZnSO4
用一根试管,放入锌粒（Zn）,然后缓缓倒入硫酸（H2SO4）,在试管口塞上橡皮塞,将导管通入集气瓶,收集氢气~（最好不要用盐酸,因为这样的话会收集到部分HCL气体）!
实验室制取氢气的装置和收集方法
1． 制备装置：
完整的气体制取装置包括发生装置（即发生反应生成该气体的装置）和收集装置两部分.
气体发生装置的确定,要依据反应原理,特别是反应物的状态和反应条件.实验室制取氢气所用的锌是颗粒状固体,所用的稀硫酸呈液体,常温下两种药品接触即可发生反应.由此可见,只需用容器将锌和稀硫酸盛放在一起,并将产生的氢气通过导管导出即可.因此组装发生装置应包括盛装药品的反应容器（大试管、广口瓶、锥形瓶、烧瓶等均可）,用于封闭反应容器口的胶塞,穿过胶塞用于导出氢气的玻璃导管（用试管或烧瓶作反应容器时还需用铁架台固定）.这种装置是最简单的氢气发生装置。
（讨论）但这种发生装置的缺点是必须当锌和稀硫酸中至少有一种完全反应后该反应才能停止,如何使制取气体的过程连续呢?
实验中常加一长颈漏斗,通过长颈漏斗分次加酸来控制反应.
长颈漏斗下部必须浸泡在酸液中。
此时将导气管一端堵死,观察实验现象.如学生看不清楚,可重复几次,并提示学生应注意的问题.
（请同学简述现象,分析原因）
展示启普发生器,介绍部件名称,作用,介绍使用方法.
2． 气体的收集：
气体的收集装置要依据该气体的收集方法而定.氢气的收集方法有两种：向下排空气法（因为氢气密度最小）和排水法（因为氢气难溶于水且不和水反应）。
如果用向下排空气法收集氢气,难于验满,因此收集氢气的最佳方法是排水法.
注意事项：仪器连接好以后应先检查装置的气密性,然后再装入药品制取氢气；将锌粒装入试管时,应将试管倾斜,使锌粒滑入试管底部,以免直接投入时砸破试管底；对产生的氢气经验纯后再收集或直接应用；收集满氢气的集气瓶应倒置在桌上,防止氢气很快逸散.
三、氢气纯度的检验方法
实验操作：用排水法或向下排气法收集一试管氢气,用拇指堵住,移近火焰,如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯.然后按上述方法再收集、再检验,至点燃时发出的响声很小时,表明氢气已经纯净.
注意事项：当开始收集的氢气经检验不纯,这时需要再收集、再检验.若下一步要采用向下排空气法收集氢气,应先用拇指把试管口堵住一会儿,再去收集、检验氢气.否则刚用于检验氢气的试管内的火焰可能没有熄灭,立即用这个试管去再收集氢气时,可能会点燃导管口不纯的氢气,引起装置爆炸,发生危险.
四、置换反应：
置换反应：由一种单质跟一种化合物起反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应.
置换反应中“置换”的涵义是：反应物之一的单质中所含元素,代换了参加反应的化合物中的某种元素.
置换反应是化学基本反应类型之一.
表达式：单质 + 化合物＝新单质 + 新化合物
A + BC AC + B
锌 ＋ 稀硫酸 ＝＝ 硫酸锌 ＋ 氢气
Zn ＋ H2SO4 ＝＝ ZnSO4 + H2
单质 化合物 化合物 单质
置换反应的特点是：参加反应的物质只有两种,且一定是一种单质和一种化合物.生成物也只有两种,一种一定是单质,另一种一定是化合物.掌握了这些特点,就能够正确地判断置换反应.
五、原子团的概念：
锌 ＋ 稀硫酸 ＝＝ 硫酸锌 ＋ 氢气
Zn ＋ H2SO4 ＝＝ ZnSO4 + H2
在锌与硫酸进行反应时,反应物硫酸,生成物硫酸锌均有相同的集团,即：
H2SO4和ZnSO4中的画线部分.在许多化学反应中,作为一个整体参加反应,就好像一个原子一样,这样的原子集团叫做原子团.
常见的原子团有：
KClO3 氯酸根
KMnO4 高锰酸根
NaOH 氢氧根
H2SO4 硫酸根
KNO3 硝酸根

❸ 实验室中制取氢气，最好的方法

氢气的实验室制法:稀盐酸和锌反应生成氢气
2Hcl+zn=zncl2+H2

❹ 怎样制取氢气

制取方法
实验室制取
①反应原理：利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应，置换出氢元素。
用锌与稀硫酸反应：

制取氢气的简易方法
注意：
1、这里最好不用盐酸，是因为该反应放热，盐酸会挥发出氯化氢气体，使制得的气体含有氯化氢杂质。Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
2、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时，会优先置换出水中的氢并生成相应的碱，且反应过于剧烈
3、选取的金属应与酸反应速率适中，产生气泡均匀
4、不能使用硝酸或浓硫酸，因为这两种酸具有强氧化性，反应将会生成NO2或SO2

氢气的实验室制取
用铝和氢氧化钠溶液反应制取：
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
注：市场上零压氢气机就是根据铝和氢氧化钠反应制氢充球。因为是开放性，是一边放料一边充球，所以机内是无气压的，安全系数较高。
电解水实验
电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中， 然后接上电源，使电流通过液 体。化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极)，阴离子移到带正电的电极(阳极)，化合物分为二极。
H2O=H++OH-
H++e-=H
2H=H2
OH--e-=OH
2OH=H2O2
2H2O2=2H2O+O2
2H2O2=2H2O+O2
总的化学方程式是：2H2O=通电=2H2↑+O2↑
收集
1.排水集气法（用于收集难溶于水的气体）
优点：可以收集到较纯净的气体 缺点：收集到的气体较湿润
2.向下排空气法（用于收集密度比空气小，不与空气中成分反应的气体），
优点：过程简洁 缺点：收集到的气体不纯
工业制作法
①水煤气法(主要成分CO和H2，C+H2O==高温==CO+H2）
②电解水的方法制氢气(2H2O==通电==O2↑+2H2↑)
③电解饱和食盐水（2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+H2↑+Cl2↑）
原始制作法
原始氢气是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氢气，大部分分布在宇宙空间内和大的星球中，是恒星的核燃料，是组成宇宙中各种元素及物质的初始物质。地球上没有原始氢气因为地球的引力束缚不了它。只有它的化合物。
人造氢气生产方法
可分为以下几种⒈ 工业氢气生产方法：

启普发生器制氢气
⑴由煤和水生产氢气（生产设备煤气发生设备，变压吸附设备）
将水蒸气通过炽热的炭层：C+H2O(g)=高温=CO+H2（水煤气），再低温分离
⑵由裂化石油气生产（生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备）
CH4=高温催化剂=C+2H2
⑶电解水生产（生产设备电解槽设备）
⑷工业废气。
⒉民用氢气生产方法：
⑴氨分解（生产设备汽化炉，分解炉，变压吸附设备）
⑵由活泼金属与酸（生产设备不锈钢或玻璃容器设备）
(3)强碱与铝或硅（生产设备充氢气球机设备）一般生产氢气球都用此方法。
Si+2NaOH+H2O=加热=Na2SiO3+2H2↑
(4)甲醇裂解（生产设备导热油炉，甲醇汽化裂解设备，变压吸附装置）一般用氢气量较大化工厂均用此方法。
CH3OH=高温催化=2H2↑+CO↑，低温分离
⒊试验室氢气生产方法：
硫酸与锌粒（生产设备：启普发生器）
4.其他
(1)由重水电解。
(2)由液氢低温精镏。
工业制法
一、电解水制氢 多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。利用电解饱和食盐水产生氢气
如2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2↑+H2↑
二、水煤气法制氢 气用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O====CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

❺ 实验室制取氢气方法

验室制取氧气十问

(1)加热试管中的固体药品时，管口为什么要略向下倾斜？

答：防止加热时冷凝水倒流到试管的加热部分，使试管破裂。

(2)试管口用带有导管的橡皮塞塞紧后，试管内的导管为什么不宜过长？

答：如果试管内的导管过长，药品堵塞导管，影响气体逸出，甚至会引起试管爆炸。

(3)气体发生装置组装好后，为什么要检查装置的气密性？

答：若不检查装置的气密性，当装置漏气时，生成的气体难以收集，达不到制气的目的。

(4)为什么要将药品斜铺在试管底部？

答：为了增加反应物的受热面积，使生成的气体易从固体中逸出。

(5)加热时，为什么要用酒精灯在试管下方来回移动，然后以外焰固定在药品所在部位加热？

答：酒精灯来回移动使试管受热均匀，防止它炸裂。由于外焰温度最高，为使分解反应易于发生，故要用外焰加热。

(6)排空气法收集氧气为什么要瓶口向上？且导管口要伸到接近集气瓶的底部？

答：由于氧气比空气略重，故用向上排空气法收集。将导管口伸到集气瓶底部的目的是将空气迅速的排出，且气体的纯度相对较高。

(7)在用高锰酸钾制氧气时，为什么试管口要放一团松软的棉花？

答：放棉花主要是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。

(8)为什么不能过早的收集导管中逸出的气体？答：因为开始逸出的气体主要是空气。

(9)用向上排空气法收集氧气时，怎样检验瓶里是否收集满氧气？

答：将带火星的木条置于瓶口，复燃，则已集满。

(l0)停止制取氧气时，为什么要先把导管从水槽中取出，然后再移去酒精灯？

答：先移去酒精灯，试管温度降低，试管内气体压强减小，冷水沿导管倒吸到热的试管里，使试管破裂。

储存氢气：把氢气经过加压后放在储气罐里。
制取氢气有实验室制法和工业制法。
实验室制法：1、用强酸与活泼金属反应，如Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
2、用碱金属与水反应，如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
工业制法：利用电解饱和食盐水产生氢气，如2NaCl+2H2O=通电=2NaOH+Cl2↑+H2↑，同时也是工业制氯气的

❻ 实验室制取氢气的方法有几种请附上装置图。谢谢！

实验室制法

1.用锌与稀硫酸反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

注意：这里不用盐酸是因为盐酸反应会挥发出氯化氢回气体，制得的气答体含有氯化氢杂质。

2.用铝和氢氧化钠反应制取2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

❼ 实验室制氧气，氢气的原理，装置，注意事项

实验室制氧气：
高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢溶液
收集可以通过向上排空气法和排水取气法来收集（氧气密度大于空气，所以用向上排空气法，但不是很纯净。氧气难溶于水，故使用排水取气法，制得气体较纯净）

❽ h2的实验室制法

（1）实验室制氢气常用常用锌与稀盐酸或稀硫酸反应制取，反应原理，Zn+H ₂ SO ₄ ═内ZnSO ₄ +H ₂ ↑或者Zn+2HCl═ZnCl ₂ +H ₂ ↑；
（2）实验室制氢气采用“固液容 不加热”装置，且氢气难溶于水，密度比空气大，常用排水法或向下排空气法收集；
（3）根据酸的性质，金属活动性顺序表中排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢，但排在镁之前的金属与酸反应太快，不
易收集，而锌活泼性适中，与酸反应能生成大量的氢气，所以实验室常用锌来制取氢气．
故答案为：（1）Zn+H ₂ SO ₄ ═ZnSO ₄ +H ₂ ↑或者Zn+2HCl═ZnCl ₂ +H ₂ ↑；
（2）

❾ 实验室制取氢气的发生装置和收集装置是什么！！

发生装置抄和收集装置袭：发生装置同分解过氧化氢制取氧气的发生装置；收集装置可选择排水法收集气体的装置或向下排空气法收集气体的装置。具体如下图所示：

1、反应原理：Zn+H₂SO4=ZnSO₄+H₂↑

2、反应物的选择：选用锌粒和稀硫酸。

3、不使用稀盐酸，因为：盐酸易挥发，使制得的氢气中含有氯化氢气体。

4、不用镁是因为反应速度太快，不用铁是因为反应速度太慢。

5、发生装置和收集装置：发生装置同分解过氧化氢制取氧气的发生装置；收集装置可选择排水法收集气体的装置或向下排空气法收集气体的装置。

(9)氢气的实验室制法及装置扩展阅读

化学中常用的装置：

1、固固加热型装置；用于两种或多种固体化学试剂反应，并且需要加热。

2、固固不加热型装置；用于两种或多种固体化学试剂反应，并且不需要加热。

3、固液加热型装置；用于一种或多种固体化学试剂和另一种或多种液体化学试剂和反应，并且需要加热。

4、固液不加热装置；用于一种或多种固体化学试剂和另一种或多种液体化学试剂和反应，并且不需要加热。

❿ 如何在实验室制取氢气

早在16、17世纪的时候，就有好几位科学家都发现了氢气是由金属和酸反应生成回的一种可答燃性气体。直到现在，氢气的实验室制法仍然选用金属跟酸反应。

在实验室，制取氢气的装置比较简单。取4支试管，分别向其中加入镁条、锌粒、铁钉、铜片，然后向试管中加入等量的同种稀硫酸，观察产生气体的速率。

在试管中，稀硫酸同时与镁、锌、铁、铜接触产生的实验现象分别是：镁与稀硫酸反应剧烈；锌与酸反应，产生氢气的速率较快；铁与稀硫酸反应很慢；铜与稀硫酸接触，没有明显现象。实验室制取气体要求便于操作和收集，而镁反应速率过快，不方便收集；铁反应速率过慢，因此选用锌最为合适。

完整的气体制取装置包括发生装置(即发生反应生成该气体的装置)和收集装置两部分。气体发生装置的确定，要依据反应原理，特别是反应物的状态和反应条件。实验室制取氢气所用的锌是颗粒状固体，所用的稀硫酸是液体，常温下两种药品接触即可发生反应。由此可见，只需用容器将锌和稀硫酸盛放在一起，并将产生的氢气通过导管导出即可。因此发生装置应由反应容器，胶塞玻璃导管三部分构村若反应容器为试管和烧瓶还应用到铁架台。这种装置是最简单的氢气发生装置。