① 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。
② 锌和硫酸制取氢气装置优点
①锌粒和稀硫酸反应制取氢气,同时生成硫酸锌,反应的化学方程式为:内Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑.
②关容闭F装置中的弹簧夹后,装置内产生的气体排不出去,装置内的气体压强增大,使液体被压回长颈漏斗,液面下降,反应液与块状固体脱离,反应停止;使反应发生,打开弹簧夹即可;所以F作为氢气发生装置的优点是可以随时控制反应的发生和停止.
③若瓶中先装满水,用排水法收集氢气时,长导管是出水管,氢气应从b端通入.
故答案为:①Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑;②可以随时控制反应的发生和停止;③b.
③ 如图是小明设计的两个实验室制取氢气的装置.(1)与甲装置比较,乙装置的优点是:______.(2)用上述装
(1)实验室制取氢气的装置,要选取便于随时添加酸液的乙装置;
(2)A导管口一有气泡就马上收集;B装置漏气;C收集气体的试管内未装满水,都可能导致氢气不纯,混有空气;
(3)二氧化碳密度比空气的大,故用向上排空气法收集,反应的方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(4)二氧化碳溶液水,导致集气瓶中的压强减小,在大气压的作用下,就会出现:往集气瓶中注入适量水,盖上玻璃片振荡,将集气瓶倒置,结果玻璃片不会掉下.
故答:(1)便于随时添加酸液
(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ A、B、C
(3)向上排空气法、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(4)往集气瓶中注入适量水,盖上玻璃片振荡,将集气瓶倒置,结果玻璃片不会掉下.
④ 如图是某同学设计的两个实验室制取氢气的装置.(1)与甲装置比较,乙装置的优点是______(2)用上述装置
(1)乙装置中有长颈漏斗,可以随时补充酸溶液; (2)实验室制取用稀硫酸和锌粒反应制取氢气,制取氢体的方程式为:Zn+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ↑;导致氢气不纯的原因很多:①导管口一有气泡就马上收集;②装置漏气;③收集气体的试管内未装满水,这些都能导致制取的氢气中混有空气; (3)二氧化碳的密度比空气的大,用向上排空气法收集. 故答案为:(1)随时补充酸溶液; (2)Zn+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ↑;ABC; (3)向上排空气. |
⑤ 图(1)是小明同学设计的两个实验室制取氢气的装置. (1)与甲装置相比,乙装置的优点是
(1)随时补充酸溶液 (2)Zn+H 2 SO 4 =ZnSO 4 +H 2 ↑; ①②③ (3)向上排空气; CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +CO 2 ↑+H 2 O (4)迅速滴入几滴水,立即盖好玻璃片震荡后,将瓶倒拿,看到玻璃片不会掉下 |