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化合物化學式的決定
國立臺灣大學化學系，普通化學實驗，國立臺灣大學出版中心：台北，民國 105 年。
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臺大化學系普化教學組王振宇助教（2008.10）、林哲仁助教（2011.07）、張 馨云助教（2016.09）。
一、目的：利用分析法，決定氧化銅的最簡化學式。
二、實驗技能：學習藥品秤量、氫氣製備、排水集氣、酒精燈的使用及檢測漏氣 等實驗技能。
三、原理：
本實驗利用鋅與鹽酸反應產生氫氣，以學習氫氣的製備與收集法。並利用此 氫氣將氧化銅還原，以測定其中氧與銅的含量而決定氧化銅之最簡化學式。
Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)
H2(g) + CuO(s) Cu(s) + H2O(g)
四、儀器與材料：氫氣產生瓶（250 mL 錐形瓶、薊頭漏斗與雙孔橡皮塞）、乾燥 管、大玻璃試管、試管（10 支）、塑膠盆、酒精燈、橡皮塞與玻璃連接管、
橡皮管、火柴、擋風板、鑷子、棉花。
五、藥品：鋅粒、氧化銅、乾燥氯化鈣、6 M 鹽酸、95%酒精。
六、實驗流程：
秤取藥品 架設儀器裝置 製備氫氣並收集 開始加熱將氧化銅還原
回復室溫 秤量還原後的銅重量 實驗結束後處理
七、實驗步驟：
步驟 示範
1. 洗淨、烘乾大玻璃試管及乾燥管，冷卻後備 用。
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2.
裝填乾燥管：
如右圖，乾燥管的兩端以少許棉花擋住，以免 CaCl2固體掉落。
注意：棉花及CaCl2不可塞得太緊、裝得太 滿，而阻礙了氫氣的流通。
3.
稱量並記錄大玻璃試管之精確重量後，於其中 加入約1~1.2 g 氧化銅，再精確稱重一次。
註1：氧化銅應盡量鋪平、集中放置在大試管 中間的位置，以避開兩端加裝橡皮塞與廣用夾 固定之處。
註 2：反應前後應使用同一台天平秤重，以減 少稱重誤差。電子天平之使用，參考實驗技能 與示範影片。
4.
如圖1 架設儀器。
薊頭漏斗之玻璃管末端應儘量接近瓶底。
註：調整薊頭漏斗時應用抹布包裹住玻璃管，
以旋轉方式調整以免折斷傷手。橡皮管應先沾 水，以便於與玻璃管或乾燥管連接。
5.
加約 15 g 鋅粒於錐形瓶中。以 100 mL 燒杯 取約20 mL 之 6 M HCl（注意：強酸），自薊 頭漏斗全部一次加入。檢查薊頭漏斗之玻璃管 末端是否浸於液面下。
註：加鹽酸前應確實檢查所有橡皮塞皆已連接 緊密不漏氣，且勿扭折到橡皮管，這會造成氣 體通路阻塞、HCl(aq)倒衝。
注意：本實驗產生氫氣，極易發生爆炸，應特 別小心。可用溼抹布包住氫氣發生瓶，以防爆 炸時碎玻璃片飛濺傷人。實驗室門窗及排煙櫃 均應開啟，以免氫氣蓄積發生意外。
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6.
取8～10 支試管裝滿水，倒置於盛水的塑膠盆 中，以排水集氣法收集氣體。
充滿氣體的試管管口朝下倒置於桌面上，再逐 一用火柴點火測試其管口有無爆鳴聲；如有尖 銳爆鳴聲表示系統內氣體尚為氫氣與空氣之 混合，則須繼續收集氣體，直到爆聲很小時（表 示系統內已全部是氫氣）方可繼續下一步驟。
註：若系統內仍含有空氣，則加熱反應時氫氣 與氧氣會在大試管內劇烈反應發生危險。排水 集氣法操作，參考實驗技能與示範影片。
7.
將橡皮管從塑膠盆內水中拿出，以避免水倒 流。
再添加20 mL 6 M HCl，使氫氣持續產生。
8.
使用酒精燈於大玻璃試管下小心、均勻地加 熱。直到內容物表面不再有變化，並確認管內 壁凝結的水氣已蒸發乾後，停止加熱，讓系統 冷卻。
註1：酒精燈內酒精應以漏斗添加到五分滿，
不可加到全滿，以免洩漏危險。加熱時應避免 火焰燒到橡皮塞。酒精燈之使用，參考實驗技 能與示範影片。
註2：反應過程中，酌加 6 M HCl，使氫氣持 續產生；但應依需要量取用，勿多取浪費。
9.
冷卻過程中仍應保持大試管與氫氣產生瓶的 連接並維持氫氣的供應；待試管冷卻後再卸 下、精確稱重。
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10.
實驗結束後，錐形瓶中剩餘之鹽酸以傾析法倒 入重金屬廢液回收桶；瓶中剩餘的鋅粒以清水 沖洗，與其他用剩之棉花、CaCl2、產物銅等 請倒於指定回收瓶中。
塑膠盆 氧化銅
乾燥管 廣用夾
鋅粒 棉花
圖 1 以排水集氣法收集氫氣 薊頭漏斗
排水集氣
