氢气的实验室制法.ppt

氢气的实验室制法氢气的实验室制法本节教学目标：本节教学目标：1、掌握实验室制取氢气的、掌握实验室制取氢气的5个环节个环节 2、了解置换反应的概念，并能与所学过的化合、了解置换反应的概念，并能与所学过的化合 反应、分解反应进行对比区别；反应、分解反应进行对比区别；2KClO3 2KCl3O2MnO22KMnO4 K2MnO4+MnO2+O22H2O2 2H2O+O2 MnO2CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO氢气的制法氢气的制法工业制法：工业制法：实验室制法：实验室制法：1、用天然气（主要成分是甲烷：、用天然气（主要成分是甲烷：CH4）分解。分解。2、分离水煤气（、分离水煤气（CO和和H2的混合气体）的混合气体）一、氢气的实验室制法一、氢气的实验室制法氧气的实验室制法氧气的实验室制法氢气的实验室制法氢气的实验室制法药品药品反应原理反应原理发生装置发生装置收集方法收集方法检验检验KMnO4或或KClO3和少量和少量MnO2固固-固固,加热型加热型排水法或排水法或向上排空气法向上排空气法用带火星的木条用带火星的木条KMnO4K2MnO4+MnO2+O观察反应现象，比较反应速率的快慢：观察反应现象，比较反应速率的快慢：1 锌锌+稀硫酸稀硫酸-2 镁镁+稀硫酸稀硫酸-3 铁铁+稀硫酸稀硫酸-4 铜铜+稀硫酸稀硫酸-锌溶解，有气泡产生，锌溶解，有气泡产生，反应速率反应速率较快较快。镁溶解，有气泡产生，镁溶解，有气泡产生，反应速率反应速率很快很快。铁溶解，有气泡产生，铁溶解，有气泡产生，反应速率反应速率较较Zn 次之次之。不反应不反应用稀盐酸代替稀硫酸，反应现象相似，用稀盐酸代替稀硫酸，反应现象相似，反应速率反应速率:Mg Zn Fe一、实验室制一、实验室制H2选择药品：选择药品：较活泼较活泼的金属（的金属（Mg Al Zn Fe)与稀与稀H2SO4或或稀稀HCl反应。反应。最佳选择最佳选择：Zn与稀与稀H2SO4反应制反应制H2。强调：强调：a.不能不能用用浓浓盐酸制盐酸制H2，因为浓盐酸具有挥发性，因为浓盐酸具有挥发性，使使H2中混有中混有HCl气体而不纯；气体而不纯；b.不能不能用用浓浓硫酸、硫酸、硝酸硝酸制制H2，因为它们的氧化性因为它们的氧化性 太强，得不到太强，得不到H2。 Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2 Mg+2HCl =MgCl 2 +H2 Fe +2HCl =FeCl2 +H2硫酸锌硫酸锌单质单质化合物化合物单质单质化合物化合物+置换反应：置换反应：化合反应：化合反应：分解反应：分解反应：基本反应类型基本反应类型A+BC AC+BA+B+C A B+C+2Al +3H2SO4 =Al 2(SO4)3 +3H2氯化镁氯化镁氯化亚铁氯化亚铁硫酸铝硫酸铝反应速率反应速率较快较快反应速率反应速率很快很快反应速率反应速率较慢较慢最佳选择最佳选择：Zn与稀与稀H2SO4反应制反应制H2。二、反应原理：二、反应原理：金属置换酸中的金属置换酸中的氢氢思思 考：考：下面反应属于置换反应的是（下面反应属于置换反应的是（）。）。（A）S +O2 SO2 （B)Fe+CuSO4=FeSO4 +Cu （C)CO+CuO Cu +CO2 (D)Mg+H2SO4=MgSO4 +H2 (E)Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2 点燃点燃B DA A、发生装置：反应物的状态为、发生装置：反应物的状态为 与与 ，反应条件反应条件 ，B B、收集收集装置：装置：排水法排水法向下排空气法向下排空气法固体固体液体液体不需加热不需加热三、发生装置：三、发生装置：三、发生装置：三、发生装置：三、发生装置：三、发生装置：装置要点：装置要点：导管出橡皮塞导管出橡皮塞一点即可。一点即可。可用广口瓶、可用广口瓶、锥型瓶、锥型瓶、烧瓶代替。烧瓶代替。该装置的缺点：该装置的缺点：1、反应中，不能添、反应中，不能添 加酸。加酸。2、无法随时控制反、无法随时控制反 应进行和停止。应进行和停止。装置要点装置要点:长颈漏斗的长颈漏斗的下端必须通到下端必须通到液面以下液面以下.防止氢气从长防止氢气从长颈漏斗逸出颈漏斗逸出三、发生装置：三、发生装置：1、制制H2简易发生装置：简易发生装置：由长颈漏斗、试管、由长颈漏斗、试管、双孔橡皮塞、导气管、双孔橡皮塞、导气管、多孔塑料片（或玻璃隔板）多孔塑料片（或玻璃隔板）组成。组成。2、启普发生器启普发生器：由球形漏斗、容器、由球形漏斗、容器、导气管三部分组成。导气管三部分组成。适用范围：块固适用范围：块固液，不需加热，液，不需加热，生成的气体不溶与水。生成的气体不溶与水。启普发生器启普发生器:你知道启普你知道启普发生器控制反生器控制反应发生与停止的生与停止的原理原理吗？控制原理：当活塞关控制原理：当活塞关闭时，容器内，容器内氢气气压强增增大，把酸液大，把酸液压回球形漏回球形漏斗，使酸液和斗，使酸液和锌粒脱离粒脱离接触，反接触，反应即自行停止。即自行停止。球形漏斗球形漏斗 葫芦状球形容器葫芦状球形容器 导气管导气管 由活塞控制反由活塞控制反应的的发生与停止。生与停止。四、实验步骤：四、实验步骤：（以简易装置为例）（以简易装置为例）1.连接连接仪器仪器2.检查装置的气密性；（检查装置的气密性；（一定在装药品之前检查一定在装药品之前检查）（配（配单单孔塞装置）：孔塞装置）：用手握法用手握法。（配（配双双孔塞装置）：孔塞装置）：用加水法用加水法。先关闭止水夹，向长颈漏斗先关闭止水夹，向长颈漏斗 中加水，片刻后，长颈漏斗中加水，片刻后，长颈漏斗内外液面差不变，打开止水内外液面差不变，打开止水 夹，液面立即下降，证明装置夹，液面立即下降，证明装置 不漏气。不漏气。3.装装固体药品固体药品4.装液体药品装液体药品A、排水法、排水法(因为因为H2难溶于水）难溶于水）B、向下排空气法、向下排空气法（因为（因为H2比空气轻）比空气轻）5、验纯验纯收集：收集：待气泡连续均匀后收集气体待气泡连续均匀后收集气体导管通到导管通到什么位置？什么位置？收集满后，集气瓶如何放置？收集满后，集气瓶如何放置？倒放倒放实验步骤：实验步骤：（以简易装置为例）（以简易装置为例）连接连接仪器仪器 装液体药品装液体药品 装固体药品装固体药品 收集氢气收集氢气 检查装置的气密性检查装置的气密性6.检验检验 用燃着的木条点火用燃着的木条点火,气体能燃烧气体能燃烧,并产生淡蓝色火焰。并产生淡蓝色火焰。氧气的实验室制法氧气的实验室制法氢气的实验室制法氢气的实验室制法药品药品反应原理反应原理发生装置发生装置收集方法收集方法检验检验KMnO4或或KClO3和少量和少量MnO2固固-固固,加热型加热型排水法或排水法或向上排空气法向上排空气法用带火星的木条用带火星的木条KMnO4K2MnO4+MnO2+O2锌粒与稀硫酸或锌粒与稀硫酸或固固-液，不加热型液，不加热型排水法或排水法或向下排空气法向下排空气法用燃着的木条用燃着的木条Zn+H2SO4 ZnSO4+H 指出下图制取氢气装置中存在的五个指出下图制取氢气装置中存在的五个 错误：错误：（1）（2）（3）（4）（5）用酒精灯加热；用酒精灯加热；长颈漏斗下端在液面上；长颈漏斗下端在液面上；导气管插入液面下；导气管插入液面下；用向上排空气法收集氢气；用向上排空气法收集氢气；导气管插入集气瓶少许。导气管插入集气瓶少许。更正：更正：不需加热；不需加热；长颈漏斗下端应插入液面下；长颈漏斗下端应插入液面下；导气管伸出橡皮塞少许；导气管伸出橡皮塞少许；用向下排空气法收集氢气；用向下排空气法收集氢气；导气管接近集气瓶底部。导气管接近集气瓶底部。2.讨论：讨论：如图所示制取氢气的各种装置中，如图所示制取氢气的各种装置中，可随时发生，也可随时使反应停止的（可随时发生，也可随时使反应停止的（）A B3.下图（下图（A）（G）某学生设计的实验制备或收集）某学生设计的实验制备或收集气体的装置图，看图回答：气体的装置图，看图回答：（1）指出图中）指出图中-的仪器名称的仪器名称（2）制备）制备 O2 应选的装置是应选的装置是，收集，收集O2应选应选（3）制备）制备 H2 应选的装置是应选的装置是，收集，收集H2应选应选A E GB CE F4.判断题判断题1、锌能置换出稀硫酸中的氢气、锌能置换出稀硫酸中的氢气2、单质与化合物反应属于置换反应、单质与化合物反应属于置换反应3、暂时贮存收集的氢气，应将容器盖好把口向下、暂时贮存收集的氢气，应将容器盖好把口向下 放置放置 5.检验用向下排空气法收集的氢气的纯度，听到爆鸣声，这时可（检验用向下排空气法收集的氢气的纯度，听到爆鸣声，这时可（）A、用拇指堵住试管口一会儿再收集、用拇指堵住试管口一会儿再收集 B、直接用于实验、直接用于实验 C、换一支试管再收集检验、换一支试管再收集检验 D、马上用原试管继续收集、马上用原试管继续收集AC因为刚检验过纯度的试管内，氢气火焰可能还没有熄因为刚检验过纯度的试管内，氢气火焰可能还没有熄灭，如果立刻就用这个试管去收集氢气，氢气火焰可灭，如果立刻就用这个试管去收集氢气，氢气火焰可能会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气，使氢气发能会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气，使氢气发生器爆炸。用拇指堵住试管口一会儿，就使试管内未生器爆炸。用拇指堵住试管口一会儿，就使试管内未熄灭的氢气火焰因缺氧气而熄灭。熄灭的氢气火焰因缺氧气而熄灭。