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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、化學性質、驗純方法及重要用途。
物理性質
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
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(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量汽油的3倍,產物是水,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,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,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. 氫氣的化學性質活潑
分析:氫氣燃燒時產生的熱量約為同質量的汽油的三倍,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,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(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。氫氣燃燒的產物只有一種——水。
請根據(jù)以上敘述的內容,歸納總結出氫氣作為新型能源的優(yōu)點: