实验室制取氢气十八问答

⒈ 问：为什么制氢气可以用启普发生器？

答：由于实验室制氢气所用的试剂为块状固体的锌和酸溶液，在不加热的情状下制取气体，且生成的氢气难溶于水，称心启普发生器的适用条件。所以，可以用它来制取氢气。

⒉ 问：怎样检查启普发生器的气密性？

答：检查启普发生器气密性的方法是：将启普发生器装置好后，先开启导气管的活塞，经由球形漏斗口注进水布满半球体至容器内浸没底部活塞。检查半球体上的玻璃活塞是否有水渗出。若漏水，要倒出容器内的水，取出活塞擦干，重新涂上凡士林，并塞紧后再检查。

若不漏水，则关闭导气管活塞，陆续从球形漏斗注进水至漏斗的1/2处时止，标记好水面的位置，静置，然后看察水面是否下降，若水面不下降则表明不漏气。如下降就表达漏气，检查出漏气的地方，加以调整或在漏斗与容器接口处涂上一薄层凡士林或调换导气管的橡皮塞。

⒊ 问：为何在启普发生器底座的容器中装有些碎玻璃片等？

答：装碎玻璃片等是为了让它们往占据空间，目的是减少启普发生器中酸的用量。

⒋ 问：制氢简易装置中，长颈漏斗为什么一定要插进液面下？

答：主要是为了避免漏气。假如不将长颈漏斗插进液面下，生成的氢气可能从长颈漏斗里逸散掉，使收集到的氢气量减少或不能收集到氢气。

⒌ 问：为什么实验室一般都用锌制氢气？能否用常见的金属铁或活泼金属镁？

答：实验室制取物质时须考虑，反应速度适中、原料易得而且价格便宜、操作简便及安全问题。

铁和镁都能与酸反应生成氢气，但由于镁与酸反应速度太快，不易掌握，操作起来很不方便，而且镁的价格较高。而铁与酸反应的速度较慢，而且铁片中常含有硫、磷等杂质，使生成的氢气不纯。因此，实验室制氢气一般都不用铁和镁等。

只有锌与酸反应的速度较适中，而且价格也较低廉。所以，实验室一般都用锌与稀硫酸反应来制取氢气。

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⒍ 问：用于制氢气的锌，纯度高好还是低好？

答：制氢气所用的锌纯度低一些好。因为纯锌表面易吸附氢气，减少了锌表面与酸的接触机会，使反应速度减慢。通常用废干电池壳来代替锌粒，其效果很好。

⒎ 问：锌的外形是规则好，还是不规则的好？

答：制氢气的锌粒的几何外形越不规则越好。因为等质量的锌，外形越不规则与酸液的接触面越大，反应速度亦越快。

⒏ 问：制氢气反应后锌粒表面变黑的原因是什么？

答：这是由于锌与酸反应后，其表面变得凹凸不平，很粗糙，其中很多细小的锌粒和未参与反应的碳、铅、铜、砷等杂质颗粒附着在锌的表面，对光线产生折射，由于颗粒细小，光完全被它们吸取，因而呈黑色。

⒐ 问：实验室制氢气用哪种酸最好？

答：实验室常用的酸有盐酸、硫酸和硝酸。其中浓H2SO4和硝酸均具有强氧化性，与锌反应得不到氢气。

用浓盐酸所得到的氢气中常含有氯化氢气体（因浓盐酸易挥发），稀盐酸虽然可用，但反应后酸液的温度会显著升高，也会使少量HCl气逸出而混进氢气中。

稀硫酸无上述情状，所以实验室制取氢气通常用20%左右的稀硫酸。

⒑ 问：为什么在方程中对硫酸有时注明“稀”“浓”等字，有时不注？

答：这要看方程式前的叙述中有没有提及“稀”或“浓”，假如前面文字中已经提及了，方程式中就可以不注明；假如文字叙述中没有说，在方程中必须注明“稀”或“浓”，以示区别。

⒒ 问：金属和酸作用制备的氢气里有哪些杂质？

答：实验室制氢气，如所用试剂不纯（例如粗锌中常含有S、P、As等，则制得的氢气里往往含有H2S、AsH3、PH3、CO2、SO2等）。因为用的是稀酸，氢气里还可能含有水蒸气；若酸用盐酸，也可能含有HCl。

⒓ 问：如何制得纯而干燥的氢气？

答：欲制得纯而干燥的氢气，可把制得的气体先通进盛有水的洗气装置，然后再通过装有碱石灰的干燥管。

为了制取干燥纯净的气体，可使氢气通过NaOH溶液，除往酸及酸性氧化物等，然后通过重铬酸钾溶液（K2Cr2O7+浓H2SO4）、（或者KMnO4碱溶液），以除往AsH3及PH3等。其主要反应如下：

2NaOH+H2S=Na2S+2H2O

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

4K2Cr2O7+16H2SO4+3AsH3=

4K2SO4+4Cr2(SO4)3+3H3AsO4

+16H2O

4K2Cr2O7+16H2SO4+3PH3=4K2SO4

+4Cr2(SO4)3+3H3PO4+16H2O

最后通过浓硫酸以除往水蒸气，通过玻璃棉以除往硫酸酸雾。

⒔ 问：氢气是无色无味的，为何实验室制取的氢气有味？

答：氢气有时略带臭味是因为锌中含有硫化锌、磷化锌等杂质，它们与酸反应生成了有刺激性气味的H2S、PH3等杂质气体，使氢气产生了气味。

⒕ 问：制取氢气时为什么要远离火源？

答：因氢气具有可燃性，不纯的氢气在爆炸极限领域内，遇火会猛烈燃烧甚至发生爆炸。

⒖ 问：氢气在玻璃管口燃烧，火焰为何呈黄色？

在空气中氢焰本是淡蓝色的。但在玻璃管口却呈黄色，这不是氢焰的本色，而是玻璃中的一种化学成分钠的焰色。

⒗ 问：用什么方法收集氢气最好？为什么？

答：集气方法的确定是由气体的性质决定的，由于氢气的密度比空气小，质量比等体积的空气轻，且难溶于水，所以，用瓶口向下排空气法和排水集气法来收集氢气。但一般用排水集气法收集的气体更纯。它易于看察氢气是否收集满，且收集满的氢气也较纯。

⒘ 问：收集氢气前为什么必须检验纯度？

答：检验纯度的目的是为了保证所收集的气体纯净，避免在做实验时，特别是在点燃时发生爆炸，引起意外事故。

⒙ 问：怎样检验氢气的纯度？

答：检验氢气的纯度的操作是：取一小试管，用排水集气法收集满一试管气体，用大姆指堵住管口，倒着移近酒精灯火焰点燃。若闻声轻轻的“噗”声，阐明氢气是纯净的；若闻声尖锐的哨喊声，阐明收集的氢气还不纯，应放空一会儿，再陆续做纯度实验，直到纯净为止。