Ecuaciones químicas de secundaria: producción de hidrógeno en el laboratorio
Producción de hidrógeno en laboratorio
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2 ↑ (comúnmente usado) Fe+H2SO4===FeSO4+H2 ↑
Mg+ H2SO4 ===MgSO4+H2 ↑ 2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2 ↑
Zn+2HCl===ZnCl2+H2 ↑ Fe+2HCl===FeCl2+H2 ↑
p>
Mg+2HCl===MgCl2+H2 ↑ 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2 ↑
2H2O===(encendido)2H2 ↑ +O2 ↑
Ecuación química: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑
:
Principio experimental: El hidrógeno se produce mediante la reacción de metales activos y ácido sulfúrico diluido, normalmente utilizando zinc metálico y ácido sulfúrico diluido o ácido sulfúrico diluido.
Notas:
(1) Cuando el potasio, calcio, sodio y otros metales reaccionan con ácidos diluidos, reemplazarán preferentemente el hidrógeno en el agua y generarán las bases correspondientes, y la reacción será demasiado severo.
(2) El metal seleccionado debe tener una velocidad de reacción moderada con el ácido y producir burbujas uniformes.
(3) No se puede utilizar ácido nítrico ni ácido sulfúrico concentrado, porque estos dos ácidos tienen fuertes propiedades oxidantes y la reacción producirá NO2 o SO2
Preparación de hidrógeno en el laboratorio :
(1) Principio experimental: para producir hidrógeno mediante la reacción de metales activos y ácido sulfúrico diluido, el zinc metálico generalmente se hace reaccionar con ácido sulfúrico diluido o ácido clorhídrico diluido.
Si Si se usa magnesio, la velocidad de reacción será demasiado rápida y no funcionará. Si se usa hierro, la velocidad de reacción será demasiado lenta. Si se usa ácido clorhídrico concentrado para reaccionar con zinc para generar hidrógeno. el hidrógeno producido contendrá gas cloruro de hidrógeno, que puede eliminarse mediante absorción con una solución de hidróxido de sodio.
(2) Ecuación de reacción:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑
(3) Dispositivo de reacción (notas):
A. El extremo inferior del embudo de cuello largo debe extenderse por debajo de la junta para formar un sello líquido y facilitar la separación de sólidos y líquidos.
B. Dado que el hidrógeno es difícil de disolver en agua y es menos denso que el aire, se puede recolectar mediante el método de drenaje o el método de extracción de aire hacia arriba.
C. Ventajas: Se puede controlar la aparición y parada de la reacción con medicamentos;
D. Figura 2 de un dispositivo generador de hidrógeno similar (producción de gas sólido-líquido, no requiere calentamiento)
(4) Pasos experimentales
A. De acuerdo con los requisitos experimentales, instale los instrumentos experimentales
B. Verifique la estanqueidad del instrumento: cierre la abrazadera de parada de agua y agregue suficiente agua al embudo de separación. Si el nivel de líquido en el embudo puede existir durante un período de agua y no continúa bajando, significa que el dispositivo original tiene. buena estanqueidad al aire;
C. Para cargar medicamentos: primero coloque las partículas de zinc en la junta, abra la abrazadera de cierre de agua, luego inyecte ácido clorhídrico diluido en el embudo de cuello largo y la reacción liberará hidrógeno;
D. Verifique la pureza del gas: debido a que el hidrógeno es un gas inflamable, se debe verificar su pureza antes de realizar experimentos de propiedades. Utilice el método de drenaje para recolectar el hidrógeno en un tubo de ensayo, bloquéelo con el pulgar y coloque la boca de la prueba. tubo hacia abajo, muévalo cerca de la llama y luego retire el pulgar para encenderlo. Si escucha un chasquido agudo, significa que el hidrógeno es impuro y es necesario recolectarlo nuevamente y verificar su pureza; si solo escucha un chasquido muy débil, significa que el hidrógeno ha sido purificado;
E. Recoja el gas: utilice el método de drenaje o el método de escape de aire hacia abajo para recolectarlo.
F． Finalice el experimento: cierre la abrazadera de cierre de agua. El hidrógeno generado no puede escapar del conducto de aire. Cuando aumenta la presión del aire en el tubo de ensayo, el ácido sulfúrico diluido será forzado a regresar al embudo de decantación desde el extremo inferior del separador. embudo, provocando así que el ácido sulfúrico diluido se mezcle con el zinc. Las partículas se separan y la reacción se detiene.
(2) Escriba una ecuación basada en el principio de reacción.
(3) El método de recolección se puede determinar en función de la densidad y la solubilidad del gas, y sus ventajas pueden ser conocido en función de las características del dispositivo;
(4) Analizar y responder en función del método de verificación de la estanqueidad del dispositivo.
Respuesta: Solución:
(1) El hidrógeno se puede producir en el laboratorio mediante zinc con una velocidad de reacción moderada y ácido sulfúrico diluido o ácido clorhídrico diluido. La velocidad de reacción del magnesio y. El ácido es demasiado rápido, lo que no favorece la recolección. La velocidad de reacción del hierro y el ácido es demasiado lenta. El ácido clorhídrico concentrado volatiliza fácilmente el gas de cloruro de hidrógeno, lo que hace que el hidrógeno recogido reaccione con la solución de hidróxido de sodio, pero el hidrógeno no. Por lo tanto, se puede utilizar una solución de hidróxido de sodio para eliminar el gas cloruro de hidrógeno.
(2) El zinc y el ácido sulfúrico diluido reaccionan para generar sulfato de zinc e hidrógeno. La ecuación de reacción es: Zn+H2SO4=ZnSO4+. H2 ↑;
(3) Dado que el hidrógeno es insoluble en agua, se puede recolectar mediante drenaje, su densidad es menor que la del aire y se puede recolectar mediante el método de escape de aire hacia abajo.
El dispositivo abre la abrazadera, entra en contacto sólido-líquido, genera hidrógeno, cierra la abrazadera, la presión del aire en el tubo de ensayo aumenta y el ácido se presiona en el embudo de cuello largo, la separación sólido-líquido detiene la reacción. , por lo que la aparición y parada de la reacción se puede controlar en cualquier momento, ahorrando así medicamentos;
(4) Cierre la abrazadera de parada de agua y agregue suficiente agua al embudo de decantación si lo hay. una columna de agua en el nivel del líquido y no continúa cayendo, significa que la estanqueidad del dispositivo es buena;