实验四氢气的制备和还原氧化铜

实验四氢气的制备和还原氧化铜 实验四 氢气的制备和还原氧化铜 [实验目的] 1、掌握制备气体装置的选择和安装。 2、练习气体的发生、收集、净化和干燥的基本操作。 3、了解氢气还原氧化铜的注意事项。 [实验用品] 仪器:试管、启普气体发生器、洗气 瓶、 干 燥管、 酒精灯、铁架台、铁夹 固体药品:氧化铜、锌粒、无水氯化钙 -1-1液体药品:KMnO (0.1 mol?l ), Pb(Ac)(饱和), HSO(6 mol?L) 4224 材料:乳胶管 [实验内容] 1、气体的发生 (1)气体发生的方法 (2)、启普发生器的使用方法 ?组成:葫芦状容器、球形漏斗、旋塞导管 ?操作 a、装配: 在球形漏斗颈和玻璃旋塞磨口处涂上一层凡林油，插好球形漏斗和玻璃旋塞，转动几次，使装置严密。 b、检查气密性: 开启旋塞，从球形漏斗口注水至充满半球体时，关闭旋塞。继续加水，待水从漏斗管上升到漏斗球体内，停止加水。在水面处做一记号(静置片刻，如水面不下降，证明不漏气，可以使用。 c、加试剂:由气体出口加入固体药品, 加入固体的量不宜过多，不能超过中间球体容积的l,3，液体药品要从球形漏斗加入，加入液体要适量。 d、反应:使用时，打开旋塞，由于中间球体内压力降低，酸液即从底部通过狭缝进入中间球体与固体接触而产生气体。停止使用时(关闭旋塞，由于中间球体内产生的气体增大压力，就会将酸液压回到球形漏斗中，使固体与酸液不再接触而停止反应。下次再用时，只要打开旋塞即可。可通过调节旋塞来控制气体的流速。 e、 添加或更换试剂:发生器中的酸液长久使用会变稀。换酸液时，可用塞于将球形漏斗上口塞紧，然后把液体出口的塞子拔下，让废酸缓缓流出后，再塞紧塞子，向球形漏斗中加人酸液。需要更换或添加固体时，可先把导气管旋塞关好，让酸液压入半球体后，用塞子将球形漏斗上口塞紧，再把导气口打开，并从该处更换或添加固体。 3、气体的净化和干燥 由于制备的气体常夹杂有酸雾和水汽，需要净化 和干燥，酸雾可用水或玻璃棉除去，水汽可用干燥 剂进行干燥。 常用仪器有:洗气瓶、干燥塔、U形管、干燥管等。 如用锌粒与酸作用制备氢气时，由于制备氢气的锌粒中常含有硫、砷等杂质，所以在气体发生过程中常夹杂有硫化氢、砷化氢等气体。硫化氢、砷化氢和酸雾可通过高锰酸钾溶液，醋酸铅溶液除去。再通过装有无水氯化钙的干燥管进行干燥。其反应化学方程式见教材。 不同性质的气体，要选用不同的洗气溶液和干燥剂 二、基本原理: 1、制备氢气: -1Zn+ HSO(6mol?l) = ZnSO+ H? 2442 2、还原CuO : 1 CuO+ H= Cu+ HO 2 2 三、制备氢气 1、安装装置:基本操作按气普发生器操作进行。 检查气密性:基本操作按气普发生器操作进行。 2、 3、添加试剂:基本操作按气普发生器操作进行。 4、检验纯度:氢气是一种可燃性气体，当它与空气或氧气按一定比混合时(点火就会发生爆炸。为了实验的安全，必须首先检验氢气的纯度。检查的方法是:用一支小试管收满氢气。用中指和食指夹住试管，大拇指盖住试管口。将管口移近火焰(注意:检验氢气的火焰距离发生器至少1 m)。大拇指离开管口，若听到平稳的细微的“噗”声，则表明所收集的气体是纯净的氢气;若听到尖锐的爆鸣声，则表明气体不纯;还要做纯度检查。直到没有尖锐的爆鸣声出现为止(注意:每试验一次要换一支试管)。 5、燃烧:验纯合格后，用火柴点燃导气管的尖嘴处，观察氢气燃烧时的颜色，纯净的氢气燃烧的火焰颜色为蓝色。我们观察到的焰色可能是黄色，这是因为玻璃中钠元素的干扰。 6、还原氧化铜:取少量氧化铜，放于小试管底部，并将小试管固定于铁架台上。通氢气、加热、 还原。 注意事项: (1)、先通氢气，排净小试管内的空气后再加热。 (2)、导气管的管口要插入小试管底部但不要与氧化铜接触。 (3)、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，方可移去导气管，停止通气。 (4)、试管口要略向下倾斜，防止水珠倒流炸裂 试管。 7、写出制备实验 2