人造火焰實驗裝置

Ⅰ 氫氣的實驗室製法

反應原理：利用金屬活動性比氫強的金屬單質與酸反應，置換出氫元素。

用鋅專與屬稀硫酸反應：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

裝置——啟普發生器。

檢驗——點燃,淡藍色火焰，在容器壁上有水珠。

收集——排水法或向下排氣法。

注意：

1、這里最好不用鹽酸，是因為該反應放熱，鹽酸會揮發出氯化氫氣體，使製得的氣體含有氯化氫雜質。

2、鉀、鈣、鈉等金屬與稀酸反應時，會優先置換出水中的氫並生成相應的鹼，且反應過於劇烈。

3、選取的金屬應與酸反應速率適中，產生氣泡均勻。

4、不能使用硝酸或濃硫酸，因為這兩種酸具有強氧化性，反應將會生成NO₂或SO₂。

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雖然氫氣在通常狀態下不是非常活潑，但氫元素與絕大多數元素能組成化合物。碳氫化合物已知有數以百萬種，但它們無法由氫氣和碳直接化合得到。

氫氣與電負性較強的元素（如鹵素）反應，在這些化合物中氫的氧化態為+1。氫與氟、氧、氮成鍵時，可生成一種較強的非共價的鍵，稱為氫鍵。氫鍵對許多生物分子具有重要意義。

氫也與電負性較低的元素（如活潑金屬）生成化合物，這時氫的氧化態通常為 -1，這樣的化合物稱為氫化物。

Ⅱ 什麼是氧氣實驗

實驗一：人造氧氣

【實驗分析】500毫升燒杯、膠頭滴管、螺旋狀鐵絲、棉花、蠟燭、葯匙、過氧化鈉、無水碳酸鈉粉末、草酸。

【實驗步驟】

1.裝置安裝就緒。

2.用膠頭滴管在碳酸鈉和草酸的固體混合物上滴加幾滴水，使草酸與碳酸鈉發生反應，產生大量無色的二氧化碳氣體。

3.生成的二氧化碳使點燃的蠟燭火焰熄滅。

4.過一會兒，二氧化碳又與過氧化鈉反應，使棉花燃燒起來。

【實驗分析】

1.本實驗中的二氧化碳是利用草酸和碳酸鈉反應而製得，因為草酸的酸性大於碳酸，所以，草酸能跟碳酸鈉起反應生成碳酸，碳酸又分解成二氧化碳和水。

2.用棉花包裹過氧化鈉時，底部的棉花要薄一些，上面則要包緊。

3.螺旋狀鐵絲要高於點燃的蠟燭，因為實驗現象是蠟燭先熄滅，棉花後燃燒。

4.碳酸鈉與草酸的用量各3葯匙，混合均勻後，再放入燒杯中，並且要靠近蠟燭，這樣可以使現象更為明顯。

5.碳酸鈉與草酸反應是放熱的，而二氧化碳與過氧化鈉反應又放出氧氣，所以使棉花燃燒起來。

6.這個反應被用於潛艇水下航行時製造氧氣之用，同時又可以將二氧化碳轉化，防止從水下排出讓敵人發現。

實驗二：氧在氫氣中燃燒

【實驗用品】粗玻璃管(內徑約20毫米)、玻璃導管、啟普發生器、大試管、鐵架台(帶鐵夾)、酒精燈、鋅粒、稀硫酸、高錳酸鉀。

【實驗步驟】

1.把儀器安裝好。

2.打開啟普發生器的活塞，向A管中通入氫氣。稍通片刻，待A管中氫氣很純時，移火焰到A管管口，將氫氣點燃。

3.加熱高錳酸鉀製取氧氣，氧氣沿著B導管流出，然後將B管移到A管的下端，使B管管口與A管管口相平。在B管管口出現一個黃色的小火焰，將B管逐漸伸進A管內，火焰就更為明亮。

【實驗分析】

1.從實驗現象看是氧氣在氫氣中燃燒，但反應的本質仍然是氫氣被氧化，也就是氫氣燃燒。

2.要待A管中氫氣很純時，才可移火焰到A管管口，否則不安全。

實驗三：氧氣與氫氣的混合體爆炸方法一

【實驗用品】啟普發生器、水槽、無底玻璃瓶、大試管、鐵架台(帶鐵夾)、酒精燈、橡皮塞、鐵絲、棉花、鋅粒、稀硫酸、氯酸鉀、二氧化錳、酒精。

【實驗步驟】

1.把儀器安裝好。

2.具體操作。

加熱試管，當產生大量氧氣時，打開啟普發生器的活塞(因硫酸與鋅粒反應快)，這時水槽水面上即有許多氣泡產生，用一端纏有棉花球的鐵絲，蘸著酒精並點燃，然後用它點燃水面上的氣體，就會發生連珠炮式的爆炸。

【實驗分析】

1.此實驗可以使同學清楚地看到，水泡內是氫氣和氧氣的混合氣體。發生連珠炮式的爆炸，可引起學生的興趣。

2.所用氯酸鉀量應多一些，這樣產生的氧氣量比較充足，使實驗成功率高。

氫氣和氧氣混合器的出氣口與水面距離不得少於4厘米，否則不安全。

3.此實驗也可以把氫氣和氧氣的混合氣預先制好放入儲氣袋中，然後進行實驗。

方法二

【實驗用品】有機玻璃管或透明塑料管、橡皮塞、軟木塞、銅絲、高壓感應圈、鐵架台、啟普發生器、大試管、酒精燈、鋅粒、稀硫酸、氯酸鉀、二氧化錳。

【實驗步驟】

1.爆炸管的准備

把兩根銅絲各磨成針形，穿過橡皮塞(間隔約10毫米)然後使針形尖端相對(間隔約2.5毫米)，形成兩個放電電極。把橡皮塞塞入無色有機玻璃管(內徑20毫米、長200毫米)的一端，用膠粘劑粘牢。

2.氫氣和氧氣收集

把有機玻璃管放在水槽中用排水取氣法收集1/3體積的氧氣，然後再收集2/3體積的氫氣。用軟木塞塞住有機玻璃管的另一端。用鐵夾把試管固定在鐵架台上。

3.混合氣體引爆

用導線把低壓電源(6~12伏)與高壓感應圈和管內兩個電極連接好，注意高壓感應圈的火花距離應稍大一些。打開開關，可看到有機玻璃管內出現一團火，並將上端的軟木塞像炮彈一樣射出去。

【實驗分析】

1.此實驗現象十分有趣。

2.如果用一般玻璃管代替有機玻璃管時，應在管外包一層塑料薄膜或其他纖維織物以確保安全。

方法三

【實驗用品】具支試管、唧氣球、酒精燈、具支U形管、啟普發生器、橡皮導管、水槽、分液漏斗、玻璃管、鐵架台、單孔塞蒸發皿、鋅粒、稀硫酸(1∶4）、肥皂液。

【實驗步驟】

1.當鋅與稀硫酸反應生成的氫氣不斷涌進玻璃管內鼓起氣泡逸出時，可在玻璃管口點燃氫氣，如果隨即捏放唧氣球鼓進空氣時，立即發出尖銳的爆鳴聲。

2.當鋅與稀硫酸反應生成的氫氣導入水槽內的玻璃管下口鼓起氣泡時，點燃氫氣(有時也在管內安全爆炸)，捏放唧氣球鼓進空氣時，尖嘴管口的火焰引燃玻璃管內的氫、氧混合氣體，發出斷續的爆鳴聲，有時還把輕松擱放在管口的木塞高高彈起(必要時可用一段細銅絲把木塞塞在管口上)。

3.當啟普發生器的氫氣在具支U形管的大彎處逐漸鼓起氣泡時，可點燃氫氣。這時捏放唧氣球鼓進適量空氣所形成的混合氣體，在具支U形管的管內猛烈爆鳴，有時還把用橡皮筋系起的硬紙片反復彈起。

4.找一個開有大口的易拉罐，底部鑽一個小眼，用膠布堵住小眼，通一會兒氫氣，使罐內充滿氫氣。把罐體移開氫氣源，啟開堵眼的膠布，用燃著的木條在小眼處點火，如果罐內充入的氫氣較多，則先是氫氣燃燒，隨即是罐的開口處進入空氣，迅速形成氫氣空氣的混合氣體發生安全爆炸。如果罐體內的氫氣較少又恰好在氫氣的爆炸極限(4%～74.2％)以內，點火時會立即爆炸。

5.找一根有15厘米左右試管粗細的普通玻璃管(或去底的試管)，用排水法集滿一管氫氣，管的下口用單孔塞堵住，上口用實心塞堵住，豎直地夾持在鐵架台上，當取下上口的實心塞，用燃著的木條在管口點火時，起初氫在管口燃燒，繼而是因管的下口單孔塞吸入空氣，從而形成氫氧的爆鳴氣在管內爆鳴。

【實驗分析】

1.只要氫氣或氫氧混合氣體離導氣管口到水面有2~3厘米的高度，氫氧的爆鳴是絕對安全的。

2.氫氣流不必太大，鼓進空氣的量以及恰當的爆鳴效果，都須在演示前取得經驗性認識。

實驗四：氣壓對氧氣溶解的影響

【實驗用品】具支燒瓶(250毫升)、注射器、橡皮塞、橡皮管。

【實驗步驟】

具支燒瓶里裝入約2／3體積的水和一條小魚。當注射器的活塞往外拉，且反復多次後，因空氣在水中溶解迅速降低，魚在水中因缺氧呼吸困難，掙扎般地游動著，幾分鍾後魚即死掉。如果在此期間又將它放入另外的水中，「死」的魚又會死而蘇醒，暢遊了起來。知識點

Ⅲ 如何製作小孔成像裝置

簡易小孔成像實驗：

• 一、實驗准備：准備一張中間帶小孔的硬紙板（較厚回，不透光答，小孔可以用鉛筆扎出，小孔的直徑約3毫米），一支蠟燭，一張白紙。拉上窗簾，讓光線變暗。

• 二、實驗步驟：

1. 把硬紙板放在蠟燭和白紙中間固定。

2. 點燃蠟燭，調整蠟燭和白紙的高度，使火焰、小孔、白紙的中心大約在一條直線上，可以看到一個倒立的燭焰。

3. 改變蠟燭以及白紙的距離硬紙板的距離，觀察成像的變化。

4. 改變小孔的大小觀察燭焰成像的變化。

• 三、根據光學原理對實驗現象進行解釋。

• 實驗結論：光在同種均勻物質中沿直線傳播