Химия · 8 класс · Химия ФГОС · урок 30 · только теория
Способы получения водорода в лаборатории
Водород в лаборатории получают действием кислот на активные металлы, чаще всего цинк и соляную кислоту. Это простой и наглядный способ, который позволяет собрать газ и изучить его свойства. Понимание этого процесса помогает освоить общие закономерности химических реакций и техники безопасности.
Чему учимся понимать
Научиться понимать, как и почему в лаборатории получают водород, и какие условия для этого необходимы.
Зачем это нужно
Водород — важное химическое сырьё и топливо. Умение получать его в лаборатории позволяет изучать его свойства, а также демонстрирует общие принципы проведения химических реакций между металлами и кислотами.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Водород в лаборатории получают действием разбавленных кислот (соляной или серной) на активные металлы, например, цинк.
- Реакция относится к типу замещения: атомы металла замещают водород в кислоте.
- Для получения водорода используют аппарат Киппа или прибор для получения газов (пробирка с газоотводной трубкой).
- Водород собирают в перевёрнутую пробирку, так как он легче воздуха.
- Перед поджиганием водород обязательно проверяют на чистоту, чтобы избежать взрыва.
- Чистый водород сгорает спокойно, а смесь с воздухом взрывается.
- Водород можно получить также при взаимодействии щелочных и щелочноземельных металлов с водой, но в лаборатории чаще используют цинк и кислоту.
Определения
- Реакция замещения
- Химическая реакция, в которой атомы простого вещества (металла) замещают атомы другого элемента (водорода) в сложном веществе (кислоте).
- Аппарат Киппа
- Специальный прибор для получения газов, в котором реакция идёт при открытом кране и прекращается при его закрытии.
- Газоотводная трубка
- Трубка, через которую газ выходит из реакционного сосуда.
- Проверка на чистоту
- Процедура, при которой небольшое количество газа поджигают, чтобы убедиться, что он не содержит примесей воздуха (иначе смесь взрывается).
Ключевые факты и правила
- Уравнение реакции: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (цинк + соляная кислота → хлорид цинка + водород).
- Вместо цинка можно использовать железо, алюминий или магний, но цинк наиболее удобен.
- Кислоту берут разбавленную, чтобы реакция шла спокойно.
- Водород почти в 15 раз легче воздуха, поэтому его собирают в пробирку, перевёрнутую вверх дном.
- Смесь водорода с воздухом (гремучий газ) взрывоопасна, поэтому перед поджиганием газ проверяют.
- При поджигании чистый водород сгорает с характерным звуком «пах» (спокойное сгорание).
Теория
Вспомни, что металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из кислот.
Запиши уравнение реакции: металл + кислота → соль + водород.
Пойми, почему цинк удобен: он не слишком активен (реакция не бурная) и доступен.
Узнай, как собрать газ: водород легче воздуха, поэтому пробирку держим вверх дном.
Запомни правило безопасности: перед поджиганием проверь водород на чистоту, чтобы не было взрыва.
Примеры
- Пример 1случай
В лаборатории учитель наливает в пробирку с цинком соляную кислоту
Пояснение
- начинают выделяться пузырьки водорода
- Пример 2случай
- Если поднести горящую спичку к отверстию пробирки с чистым водородом, газ загорится с лёгким хлопком
- Пример 3случай
Водород, собранный в пробирку, можно перевернуть и поджечь
Пояснение
- он сгорает, образуя воду (видны капельки на стенках)
Интересно знать
- Водород — самый лёгкий газ на Земле, поэтому раньше им наполняли дирижабли.
- Смесь водорода с кислородом называют «гремучим газом» — она взрывается от искры.
- Водород используется в производстве маргарина (гидрогенизация масел) и как экологичное топливо.
Техника безопасности
- Не поджигай водород, не проверив его на чистоту — смесь с воздухом взрывоопасна.
- Работай с кислотами аккуратно: они едкие, при попадании на кожу смой водой.
- Не наклоняйся над прибором при поджигании газа.
- Используй вытяжной шкаф или хорошо проветриваемое помещение.
Связанные темы
- Химические свойства водорода
- Кислоты и их свойства
- Металлы и их активность
- Типы химических реакций