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1、拓展性課題 最輕的氣體
[知識點]
氫氣的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、驗純方法及重要用途。
物理性質(zhì)
在通常狀況下,氫氣是一種無色、無氣味的氣體。在標準狀況下,密度為0.0899g/L,是相同條件下最輕的氣體。難溶于水。
化學性質(zhì)
1. 可燃性
氫氣+氧氣水
H2+O2H2O
(1) 氫氣與空氣混合在爆炸極限內(nèi)(氫氣在混合氣體中體積在4.0%~74.2%之間)點燃就會發(fā)生爆炸。
(2) 純凈的氫氣可在空氣中安靜地燃燒,產(chǎn)生淡藍色火焰,放出熱量,生成無色液滴。
(3) 點燃氫氣前,一定要檢驗氫氣的純度。具體方法:收集一試管氫氣,用拇指堵住試管口,移近酒精燈火焰,松開拇指點火,若聽
2、到“卟”的一聲,證明氫氣已純。若聽到尖銳的爆鳴聲,則氫氣不純,還需再檢驗。
(4) 氧氣燃燒時放出的熱量約為同質(zhì)量汽油的3倍,產(chǎn)物是水,而且又可以不斷地以水為原料制取,是理想的可再生能源。
2.還原性
氫氣+氧化銅銅+水
H2+CuOCu+H2O
(1) 現(xiàn)象:黑色粉末逐漸變成光亮的紅色,試管壁上出現(xiàn)無色液滴。
(2) 實驗操作方法及原因:先通一會兒氫氣,再加熱。為防止氫氣與空氣混合加熱可能發(fā)生的爆炸;實驗結(jié)束,先移去酒精燈,繼續(xù)通入氫氣,直到試管冷卻,再停止通入氫氣。 為防止高溫時還原得到的銅重新與氧氣反應生成氧化銅。
用途
高能燃料;制鹽酸;合成氨的原料;冶煉金屬。
[正
3、確的例證]
例題1.氫氣不同于其他氣體的最顯著的特點是( )
A. 無色無味、難溶于水
B. 具有可燃性
C. 具有氧化性
D. 同樣條件下密度最小
分析:氫氣吹的肥皂泡迅速上升,說明氫氣比同體積的空氣輕。精確的實驗測定,在標準狀況下,1L氫氣的質(zhì)量是0.0899g,是相同條件下密度最小的氣體。這是它的唯一性。而無論是A選項所說的無色無味、難溶于水,還是B選項所說的具有可燃性,都不具有唯一性。氫氣有這樣的性質(zhì),別的氣體也有。C選項所說的氧化性,氫氣是不具備的。
正確答案:D
例題2.純凈的氫氣在空氣中點燃,用冷而干燥的燒杯罩在火焰上方,實驗過程中可觀察到的現(xiàn)象是(
4、)
A. 聽到爆鳴聲,看到燒杯壁上有水珠
B. 看到淡藍色火焰,燒杯壁上有水珠
C. 看到淡藍色火焰,燒杯內(nèi)有煙霧
D. 看不到火焰,燒杯壁溫度升高
分析:實驗現(xiàn)象必須仔細觀察,同時要透過現(xiàn)象看本質(zhì),排除實驗過程中可能出現(xiàn)的干擾,以免造成差錯。如在玻璃管口點燃純凈的氫氣,火焰的顏色為黃色,而不是淡藍色,這是因為玻璃中的鈉元素在高溫時將氫氣燃燒產(chǎn)生的淡藍色火焰染成黃色。實驗時,如果將玻璃管改為鐵管、鋁管或瓷管,則可清晰地觀察到氫氣燃燒所產(chǎn)生的淡藍色火焰。
正確答案:B
例題3.氫氣有可能成為未來的新型燃料是因為( )
A. 在通常情況下,氫氣能在任何氣體中燃燒
B. 氫
5、氣是密度最小的氣體
C. 資源豐富,燃燒時放熱量高,污染少
D. 氫氣的化學性質(zhì)活潑
分析:氫氣燃燒時產(chǎn)生的熱量約為同質(zhì)量的汽油的三倍,氫氣燃燒后的生成物是水,不污染環(huán)境,還可以又以水為原料不斷制取氫氣,是理想的可再生資源
正確答案:C
[錯誤的例證]
例題1.在點燃氫氣前,需要檢驗氫氣的純度,其正確操作是( )
A. 試管口向上收集氫氣后,用拇指堵住管口移近酒精燈火焰,然后移開拇指
B. 試管口向下收集氫氣后,移近酒精燈火焰
C. 試管口向下收集氫氣后,用拇指堵住管口移近酒精燈火焰,再迅速移開拇指
D. 剛剛做過氫氣純度檢驗的試管立即用來收集待檢驗的氫氣
分析:常
6、錯選A、D,由于氫氣密度比空氣小,應該用向下排空氣法收集,不可用向上排空氣法收集氫氣,并用拇指堵住管口,防止氫氣散逸,移近酒精燈火焰后,松開拇指點燃,以檢驗氫氣純度。剛剛做過氫氣純度檢驗的試管不可立即用來再收集氫氣。因為此時的試管里有可能還存在殘留的火焰,如果收集,可能點燃不純的氫氣,那將是非常危險的。應用拇指堵住管口一會兒,確認火焰完全熄滅后,方可再用向下排空氣法收集,再檢驗純度。
正確答案:C
例題2.下列關于氫氣的說法中,正確的是( )
A. 點燃不純的氫氣時,一定會發(fā)生爆炸
B. 驗純氫氣時沒聽見尖銳的爆鳴聲,說明氫氣一定純凈了
C. 純凈的氫氣在空氣中劇烈燃燒
D.
7、 氫氣的化學性質(zhì)在常溫下穩(wěn)定
分析:有錯選A的。實驗測定,空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4%-74。2%點燃時會發(fā)生爆炸,這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。超過這個范圍或者沒有達到這個范圍就不會發(fā)生爆炸。點燃不純的氫氣時,一定會發(fā)生爆炸的說法是不對的。
也有錯選B的。驗純氫氣時沒聽見尖銳的爆鳴聲,氫氣就一定純凈了嗎?不一定。有可能驗純氫氣時操作方法不對。如把收集氫氣的試管管口向上(沒堵口)移近火焰,結(jié)果沒有爆鳴聲,此時氫氣都散逸掉了,點燃哪來爆鳴聲。
還有錯選C的。純凈的氫氣在空氣里是安靜地燃燒,不劇烈。
正確答案:D
例題3.下列物質(zhì),充分混合遇火時,不可能發(fā)生爆炸的是( )
8、
A. 氧氣和氮氣
B. 面粉和空氣
C. 液化石油氣與空氣
D. 煤氣和空氣
分析:錯選B。實際上,任何可燃氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣、天然氣等)或可燃粉狀(如煤粉、面粉等)如果跟空氣充分混合,遇火時都有可能發(fā)生爆炸。因此,當它們充分混合時,應杜絕一切火源火星,以防發(fā)生爆炸。
正確答案:A
[練習]
一. 選擇題
1.氫氣能作為火箭的燃料,主要是因為( )
A. 氫氣難溶于水
B. 氫氣的密度比空氣小
C. 氫氣具有助燃性
D. 氫氣具有可燃性,單位質(zhì)量的氫氣燃燒放熱多
2.當夜間發(fā)現(xiàn)液化石油氣或煤氣泄漏時,應該采取的措施是( )
A. 開燈檢查
9、
B. 點蠟燭檢查
C. 關閉閥門,打開門窗
D. 打開排氣扇
3.當點燃混有空氣或氧氣的氫氣時( )
A. 一定發(fā)生爆炸
B. 一定不發(fā)生爆炸
C. 可能發(fā)生爆炸
D. 可能安全燃燒
二. 填充題
4.在氫氣用途的短線上填寫所利用的氫氣相關的性質(zhì)(填序號)
① 氫氣的密度小于空氣,是最輕的氣體
② 氫氧焰溫度可達3000℃以上
③ 氫氣具有可燃性
A. 火箭導彈的燃料
B. 充灌探空氣球
C. 焊接金屬
三. 簡答題
5.氫氣被稱為最有前途的“綠色能源”。它有許多其他燃料所不及的優(yōu)點。石油、煤、天然氣等資源的蘊藏量并不是無限的,而氫氣可以用水作原料來制取。燃燒相同質(zhì)量的氫氣和汽油,前者放出的熱量約是后者放出的熱量的3倍。氫氣燃燒的產(chǎn)物只有一種——水。
請根據(jù)以上敘述的內(nèi)容,歸納總結(jié)出氫氣作為新型能源的優(yōu)點: