人造火焰实验装置

Ⅰ 氢气的实验室制法

反应原理：利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应，置换出氢元素。

用锌专与属稀硫酸反应：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑

装置——启普发生器。

检验——点燃,淡蓝色火焰，在容器壁上有水珠。

收集——排水法或向下排气法。

注意：

1、这里最好不用盐酸，是因为该反应放热，盐酸会挥发出氯化氢气体，使制得的气体含有氯化氢杂质。

2、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时，会优先置换出水中的氢并生成相应的碱，且反应过于剧烈。

3、选取的金属应与酸反应速率适中，产生气泡均匀。

4、不能使用硝酸或浓硫酸，因为这两种酸具有强氧化性，反应将会生成NO₂或SO₂。

(1)人造火焰实验装置扩展阅读

虽然氢气在通常状态下不是非常活泼，但氢元素与绝大多数元素能组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种，但它们无法由氢气和碳直接化合得到。

氢气与电负性较强的元素（如卤素）反应，在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时，可生成一种较强的非共价的键，称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。

氢也与电负性较低的元素（如活泼金属）生成化合物，这时氢的氧化态通常为 -1，这样的化合物称为氢化物。

Ⅱ 什么是氧气实验

实验一：人造氧气

【实验分析】500毫升烧杯、胶头滴管、螺旋状铁丝、棉花、蜡烛、药匙、过氧化钠、无水碳酸钠粉末、草酸。

【实验步骤】

1.装置安装就绪。

2.用胶头滴管在碳酸钠和草酸的固体混合物上滴加几滴水，使草酸与碳酸钠发生反应，产生大量无色的二氧化碳气体。

3.生成的二氧化碳使点燃的蜡烛火焰熄灭。

4.过一会儿，二氧化碳又与过氧化钠反应，使棉花燃烧起来。

【实验分析】

1.本实验中的二氧化碳是利用草酸和碳酸钠反应而制得，因为草酸的酸性大于碳酸，所以，草酸能跟碳酸钠起反应生成碳酸，碳酸又分解成二氧化碳和水。

2.用棉花包裹过氧化钠时，底部的棉花要薄一些，上面则要包紧。

3.螺旋状铁丝要高于点燃的蜡烛，因为实验现象是蜡烛先熄灭，棉花后燃烧。

4.碳酸钠与草酸的用量各3药匙，混合均匀后，再放入烧杯中，并且要靠近蜡烛，这样可以使现象更为明显。

5.碳酸钠与草酸反应是放热的，而二氧化碳与过氧化钠反应又放出氧气，所以使棉花燃烧起来。

6.这个反应被用于潜艇水下航行时制造氧气之用，同时又可以将二氧化碳转化，防止从水下排出让敌人发现。

实验二：氧在氢气中燃烧

【实验用品】粗玻璃管(内径约20毫米)、玻璃导管、启普发生器、大试管、铁架台(带铁夹)、酒精灯、锌粒、稀硫酸、高锰酸钾。

【实验步骤】

1.把仪器安装好。

2.打开启普发生器的活塞，向A管中通入氢气。稍通片刻，待A管中氢气很纯时，移火焰到A管管口，将氢气点燃。

3.加热高锰酸钾制取氧气，氧气沿着B导管流出，然后将B管移到A管的下端，使B管管口与A管管口相平。在B管管口出现一个黄色的小火焰，将B管逐渐伸进A管内，火焰就更为明亮。

【实验分析】

1.从实验现象看是氧气在氢气中燃烧，但反应的本质仍然是氢气被氧化，也就是氢气燃烧。

2.要待A管中氢气很纯时，才可移火焰到A管管口，否则不安全。

实验三：氧气与氢气的混合体爆炸方法一

【实验用品】启普发生器、水槽、无底玻璃瓶、大试管、铁架台(带铁夹)、酒精灯、橡皮塞、铁丝、棉花、锌粒、稀硫酸、氯酸钾、二氧化锰、酒精。

【实验步骤】

1.把仪器安装好。

2.具体操作。

加热试管，当产生大量氧气时，打开启普发生器的活塞(因硫酸与锌粒反应快)，这时水槽水面上即有许多气泡产生，用一端缠有棉花球的铁丝，蘸着酒精并点燃，然后用它点燃水面上的气体，就会发生连珠炮式的爆炸。

【实验分析】

1.此实验可以使同学清楚地看到，水泡内是氢气和氧气的混合气体。发生连珠炮式的爆炸，可引起学生的兴趣。

2.所用氯酸钾量应多一些，这样产生的氧气量比较充足，使实验成功率高。

氢气和氧气混合器的出气口与水面距离不得少于4厘米，否则不安全。

3.此实验也可以把氢气和氧气的混合气预先制好放入储气袋中，然后进行实验。

方法二

【实验用品】有机玻璃管或透明塑料管、橡皮塞、软木塞、铜丝、高压感应圈、铁架台、启普发生器、大试管、酒精灯、锌粒、稀硫酸、氯酸钾、二氧化锰。

【实验步骤】

1.爆炸管的准备

把两根铜丝各磨成针形，穿过橡皮塞(间隔约10毫米)然后使针形尖端相对(间隔约2.5毫米)，形成两个放电电极。把橡皮塞塞入无色有机玻璃管(内径20毫米、长200毫米)的一端，用胶粘剂粘牢。

2.氢气和氧气收集

把有机玻璃管放在水槽中用排水取气法收集1/3体积的氧气，然后再收集2/3体积的氢气。用软木塞塞住有机玻璃管的另一端。用铁夹把试管固定在铁架台上。

3.混合气体引爆

用导线把低压电源(6~12伏)与高压感应圈和管内两个电极连接好，注意高压感应圈的火花距离应稍大一些。打开开关，可看到有机玻璃管内出现一团火，并将上端的软木塞像炮弹一样射出去。

【实验分析】

1.此实验现象十分有趣。

2.如果用一般玻璃管代替有机玻璃管时，应在管外包一层塑料薄膜或其他纤维织物以确保安全。

方法三

【实验用品】具支试管、唧气球、酒精灯、具支U形管、启普发生器、橡皮导管、水槽、分液漏斗、玻璃管、铁架台、单孔塞蒸发皿、锌粒、稀硫酸(1∶4）、肥皂液。

【实验步骤】

1.当锌与稀硫酸反应生成的氢气不断涌进玻璃管内鼓起气泡逸出时，可在玻璃管口点燃氢气，如果随即捏放唧气球鼓进空气时，立即发出尖锐的爆鸣声。

2.当锌与稀硫酸反应生成的氢气导入水槽内的玻璃管下口鼓起气泡时，点燃氢气(有时也在管内安全爆炸)，捏放唧气球鼓进空气时，尖嘴管口的火焰引燃玻璃管内的氢、氧混合气体，发出断续的爆鸣声，有时还把轻松搁放在管口的木塞高高弹起(必要时可用一段细铜丝把木塞塞在管口上)。

3.当启普发生器的氢气在具支U形管的大弯处逐渐鼓起气泡时，可点燃氢气。这时捏放唧气球鼓进适量空气所形成的混合气体，在具支U形管的管内猛烈爆鸣，有时还把用橡皮筋系起的硬纸片反复弹起。

4.找一个开有大口的易拉罐，底部钻一个小眼，用胶布堵住小眼，通一会儿氢气，使罐内充满氢气。把罐体移开氢气源，启开堵眼的胶布，用燃着的木条在小眼处点火，如果罐内充入的氢气较多，则先是氢气燃烧，随即是罐的开口处进入空气，迅速形成氢气空气的混合气体发生安全爆炸。如果罐体内的氢气较少又恰好在氢气的爆炸极限(4%～74.2％)以内，点火时会立即爆炸。

5.找一根有15厘米左右试管粗细的普通玻璃管(或去底的试管)，用排水法集满一管氢气，管的下口用单孔塞堵住，上口用实心塞堵住，竖直地夹持在铁架台上，当取下上口的实心塞，用燃着的木条在管口点火时，起初氢在管口燃烧，继而是因管的下口单孔塞吸入空气，从而形成氢氧的爆鸣气在管内爆鸣。

【实验分析】

1.只要氢气或氢氧混合气体离导气管口到水面有2~3厘米的高度，氢氧的爆鸣是绝对安全的。

2.氢气流不必太大，鼓进空气的量以及恰当的爆鸣效果，都须在演示前取得经验性认识。

实验四：气压对氧气溶解的影响

【实验用品】具支烧瓶(250毫升)、注射器、橡皮塞、橡皮管。

【实验步骤】

具支烧瓶里装入约2／3体积的水和一条小鱼。当注射器的活塞往外拉，且反复多次后，因空气在水中溶解迅速降低，鱼在水中因缺氧呼吸困难，挣扎般地游动着，几分钟后鱼即死掉。如果在此期间又将它放入另外的水中，“死”的鱼又会死而苏醒，畅游了起来。知识点

Ⅲ 如何制作小孔成像装置

简易小孔成像实验：

• 一、实验准备：准备一张中间带小孔的硬纸板（较厚回，不透光答，小孔可以用铅笔扎出，小孔的直径约3毫米），一支蜡烛，一张白纸。拉上窗帘，让光线变暗。

• 二、实验步骤：

1. 把硬纸板放在蜡烛和白纸中间固定。

2. 点燃蜡烛，调整蜡烛和白纸的高度，使火焰、小孔、白纸的中心大约在一条直线上，可以看到一个倒立的烛焰。

3. 改变蜡烛以及白纸的距离硬纸板的距离，观察成像的变化。

4. 改变小孔的大小观察烛焰成像的变化。

• 三、根据光学原理对实验现象进行解释。

• 实验结论：光在同种均匀物质中沿直线传播