1．化学反应原理

⑴ 氢气可以在氧气(或空气)中燃烧，生成水，放热，产生蓝色火焰。氢气与空气(或氧气)混合，遇明火爆炸。

⑵ 氢气具有还原性，可在加热条件下，将氧化铜还原成金属铜。固体由黑色变成紫红色，试管口有水滴出现。

6. 创新思维

⑴ 检验活泼金属和酸反应产生氢气的简单方法：在试管内加入几块锌粒，再加入少量稀硫酸，可以看到锌粒和稀硫酸反应有大量气泡产生，这时用大拇指堵住试管口片刻，松开堵住试管口的大拇指，立刻用燃着的木条点试管中的气体，试管中的气体被点燃，发出尖锐的爆鸣声。

⑵ 2体积氢气跟1体积氧气混合成爆鸣气，它在不遇明火时不会发生爆炸。但遇火则发生强烈爆鸣，用它充填肥皂泡或塑料薄膜袋点火时，会有意想不到的强烈爆鸣，但又十分安全。用塑料薄膜袋把口扎紧在一根连有橡胶管的玻璃管上，先用来储1/3体积氧气，再充2/3体积氢气(最好是先充氧气后充氢气)，然后用弹簧夹紧。往预先准备好的盛有肥皂液的蒸发皿内鼓入混合气(如图11-8所示)，蒸发皿内会冒起大量气泡。然后移走储气袋。用火柴点燃肥皂泡，会发生震耳的爆鸣声并伴有火光。塑料薄膜储气袋内若有剩余气体，可打开弹簧夹，就着导管口点燃，塑料袋同样“安全”爆破。这后一个实验正好启发同学思考，如果塑料袋换成了玻璃细口瓶该会有怎样的后果？这个实验将使学生牢记，在导管口点燃易燃气体时，一定要先检验它的纯度。

⑶ 利用金属铝和氢氧化钠反应也可制备氢气：

如图11-9所示，在烧瓶中放入铝片和固体氢氧化钠，通过分液漏斗加入水，反应即可发生。由于铝和氢氧化钠反应放热，随着反应的进行，反应速率会越来越快，可以通过滴加水的速度来控制反应速率。

由于氢氧化钠和铝反应时产生热量多，故不适宜用启普发生器制取。

5. 资源开发

⑴ 用注射器作气体发生装置，适用于制取少量氢气。使用时，先取下注射器的活塞，向针管中加入固体试剂，装上活塞吸入液体试剂，将针尖朝上，推动活塞排出针管中的空气，再将针尖插入橡皮塞密封。使用时，针尖朝上拔掉橡皮塞，推动活塞即可排出氢气。如图11-5。

⑵ 用生活中的很多物品可代替化学仪器做制取氢气实验，材料易得，操作简单，下面仅举二例。

①利用日常生活中容易获得干电池的锌皮、废旧铝制品和酸反应来制取氢气，使用前应将金属材料清洗并将表面的油漆等保护层打磨干净，如用铝制取氢气，应选用稀盐酸，铝和稀硫酸的反应速率比较慢。用小试管作氢气发生，在小试管外套一支略大的试管收集氢气，收集过程中将大试管缓慢向上提起。如图11-6。

② 在较小的塑料牛奶瓶中加入锌片(可从废旧干电池外壳中取得)，倒满白醋(主要成分为CH3COOH)，在瓶口套上气球，静止，一段时间后，气球胀开，取下气球，伸入一根带玻璃活塞的导管，扎紧气球口，可进行氢气的实验。如图11-7所示。

4. 探究评价

方案⑴装置简单，操作简便，适合学生实验。但由于试管容积小，所能制得氢气量较少，装置不能控制气体的产生与终止。因此教师演示或需要制取较多量氢气时，不宜使用此法。

方案⑵制取气体时，可随开随用，随关随停，使用方便，但缺点是需要较多的试剂，更换试剂比较麻烦。为此，可按如图11-4所示改进，其原理与启普发生器相同。这种装置延用了启普发生器即开即用的优点，同时避免了试剂用量多的缺点，是实验制取氢气常好的装置。

3. 探究方案

方案⑴：如图11-1所示，检查装置气密性后，在试管中放入适量锌粒，加入适量稀硫酸(或稀盐酸)塞上塞子，收集氢气。锌跟稀硫酸反应制氢气，如反应速率太慢，可在稀硫酸中加入少量硫酸铜溶液或用稀盐酸代替稀硫酸。

如图11-2所示，可以在上述装置中添加分液漏斗，通过控制添加试剂的速度来控制反应速率，获得较平稳的气流。

方案⑵：制取较多氢气时，可用启普发生器制取，如图11-3所示。当打开导气管的活塞，球形漏斗中的液体进入容器与窄口上固体接触而产生气体；当关闭活塞，生成的气体将液体压入球形漏斗，使固、液体试剂脱离接触而反应暂行停止，可供较长时间反复使用。启普发生器中的酸液长久使用后会变稀，此时，可把下球侧口的橡皮塞(有的是玻璃塞)拔下，倒掉废酸，塞好塞子，再向球形漏斗中加酸。需要更换或添加固体时，可把装有导管的橡皮塞取下，由中间圆球的侧口加入固体。

使用启普发生器要注意以下几点：

①反应不需条件，而且反应时不能产生大量的热。

②反应物一个是固体(需要块状或粒状，反应时不能变成粉末状)，一个是液体。

③生成气体不能是易溶于水的气体。

2. 实验仪器：试管、启普发生器、单孔橡皮塞、双孔子塞、导管、铁架台、分液漏斗、长颈漏斗等。

实验药品：锌粒、稀硫酸或稀盐酸等

1. 化学反应原理

金属锌和稀硫酸反应制氢气：

　 (稀硫酸用1体积浓硫酸跟4体积水混合而成)

也可以用金属锌与稀盐酸反应制备氢气：

　 (稀盐酸浓度1∶3)。

6．创新思维：

用生活中的红糖制白糖：

称取5 g-10 g红糖放在小烧杯中，加入40 mL水，加热使其溶解，加入0.5 g-1 g活性炭，并不断搅拌，趁热过滤悬浊液，得到无色液体，如果滤液呈黄色，可再加入适量的活性炭，直至无色为止。将滤液转移到小烧杯里，在水浴中蒸发浓缩。当体积减少到原溶液体积的1/4左右时，停止加热。从水浴中取出烧杯，自然冷却，有白糖析出。

5． 资源开发：

⑴ 以上实验都需要比较长的时间，可进行以下改进。

按图14-1所示，在干燥管中放入一小团棉花，再在上方放入适量的颗粒状活性炭，固定在铁架台上。从干燥管上方注入滴有红墨水的溶液，下方立即可收集到无色溶液。效果很好，时间很短，适合课堂演示。

⑵ 制取并收集一瓶氯气：

或制取并收集一瓶NO2气体：

在集气中瓶放入适量的活性炭，用涂有凡士林的玻璃片盖住集气瓶。轻轻振荡，观察。一会儿后，集气瓶中颜色褪出。证明活性炭有很强的吸附性。若有烤过的木炭代替活性炭，也有比较好的实验效果。

4．探究评价：

块状的木炭吸附效果不太理想，往往只能看到的溶液颜色变浅。加之木炭的碎屑不易沉降，使溶液显黑色，不易观察到溶液颜色的改变。

木炭或活性炭暴露在空气中时间较长，往往其吸附已达饱和状态，用此木炭或活性炭实验，效果很差。为此，可将木炭或活性炭先用微火加热较长时间，使其解析后，冷却，研成粉末。将粉末加到红墨水的溶液中，振荡后，过滤。可明显看到溶液由浅红色变无色。