氢气燃烧和爆炸实验及防爆措施 冷国平 氢气的化学性质是初中化学教学的一个重点,如何通过直观教具演示好氢气的燃烧和爆炸实验,以及在做氢气的燃烧实验时,采取怎样的防爆措施,确保实验安全,一直是教学的难题。本人通过多次实验,现找到如下的实验方法,使上述实验现象明显,操作简便安全,成功率高。 一、仪器药品 启普发生器、有衬盖的广口塑料瓶(500ml)、玻璃导管、橡皮管、不锈钢管、酒精灯、火柴、棉花 锌粒、稀硫酸 二、实验装置图(如右图) 三、操作要点和实验现象 1、图中塑料瓶A、C两处的打孔方法和玻璃导管的插入方法: 首先用剪刀尖子小心地分别在塑料瓶A、C两处刺破一小孔,然后用圆锉插入将小孔锉圆,使孔比玻璃管略大一点,再把1厘米长的橡皮管放入孔中,玻璃管蘸水后从橡皮管里插入到瓶中所需的位置,使A、C两孔均不漏气,衬盖也不漏气。 2、氢气的可燃性实验和防爆措施: 按上述装置图将仪器各部分连接好,瓶内装有约占1/4体积的水,盖好衬盖,A处通入氢气,D处用火点燃。 (1)若D处出来的是纯净的氢气,在D处可看到平稳的淡蓝色火焰,即使火苗很小,将不锈钢管左右摇摆,火焰也不容易熄灭。 (2)若D处出来的是不纯净氢气(塑料瓶中混有空气或A处通入的氢气本不纯净),一开始不能产生稳定的火焰,火只会在不锈钢管口与棉花团之间蹿来蹿去,只听到轻微的“突”、“突”响声,火焰不会窜过湿棉花团进入塑料瓶和氢气发生器,不会出现爆炸危险。过一会儿,D处出来的氢气纯净了,在D处就可看到平稳的淡蓝色火焰。 3、氢氧混合气体的爆炸实验: 在上述装置中有一团湿棉花团的玻璃管取下来,将不锈钢管与装置连接好,将瓶上衬盖打开,让空气进入瓶中后,盖好瓶上衬盖(瓶内装有约占1/4体积的水)。A处通入氢气,D处用火点焰。在瞬间,D处先看到淡蓝色火焰,后火窜入塑料瓶中即发生“轰”的巨响,瓶上的衬盖被冲得高高的。 四、实验改进后的优点: 1、氢气可燃性实验中无须检验氢气的纯度,装置中有一根中间放有一团湿棉花团的玻璃管,起到了防止爆炸和使氢气流平稳流出的作用。 2、在不锈钢管口点燃氢气,能看到氢气燃烧火焰的真正颜色为淡蓝色,克服了在玻璃导管口氢气燃烧产生黄色火焰的缺憾。 3、本装置可反复使用,实验时操作简便安全,成功率高。 五、实验时注意事项 塑料瓶中水的作用,是防止火焰窜入氢气发生器。瓶中水不能太多,也不能太少,约占1/4体积为宜。 瓶中水若太多,水易进入导管,即使水不进入导管,瓶中空间小,空气少,氢气流速较大时,瓶中氢气组成在爆炸极防范围内的时间只是一瞬间,氢氧混合气的爆炸实验成功率不高。 瓶中水若太少,进气的导管未插入水中,就有使氢气发生器发生爆炸的危险。 (刊登于《化学教学与实验》杂志上) 本文来源:https://www.wddqw.com/doc/01b348e4dc80d4d8d15abe23482fb4daa48d1d9b.html