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1、5.1潔凈的燃料一一氫氣知識梳理1氫氣的特性:密度最小的氣體在相同條件下,大約是同體積空氣密度的 ,同體積氧氣密度的 2. 氫氣的其他物理性質(zhì)無色,無氣味, 溶于水,有三態(tài)變化。3. 氫氣的化學(xué)性質(zhì)一一可燃性實驗:在空氣中,用帶尖嘴的金屬導(dǎo)管點燃純凈的氫氣現(xiàn)象:純凈的氫氣在空氣中燃燒,產(chǎn)生 火焰,罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁有,用手觸摸燒杯壁感覺非常燙,說明反應(yīng)放出了大量的熱。結(jié)論:該實驗說明氫氣具有的化學(xué)性質(zhì)是,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4. 純凈的氫氣在空氣中能夠安靜地燃燒,不純的氫氣點燃時可能發(fā)生爆炸。因此,點燃氫氣前,一定要先 。5. 檢驗氫氣是否純凈的方法:(1) 收集一小試管氫氣;(2) 用拇
2、指堵住試管口,使試管口稍向下傾斜,移近酒精燈火焰;移開拇指點火,聽聲音。若聽到輕微的“噗”聲,說明氫氣 ;若聽到尖銳的爆鳴聲,則表明氫氣 。6. 氫氣是理想的高能燃料:氫氣燃燒時放熱量大,產(chǎn)物是水,沒有污染,所以它是既潔 凈又高能的理想燃料。疑難突破為什么純凈的氫氣在空氣中能夠安靜地燃燒,不純的氫氣點燃時可能發(fā)生爆炸?剖析:“點燃純凈的氫氣”的實驗:從金屬管出來的是純凈的氫氣,純凈的氫氣燃燒時,只有少量氫氣在金屬管口跟氧氣接觸發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的熱量不多,很快就散失到空氣中, 周圍的空氣不會急劇膨脹,所以氫氣能夠安靜地燃燒,不會發(fā)生爆炸。“點燃氫氣和空氣的混合物”的實驗:在塑料筒或杯內(nèi)是氫氣與空氣
3、的混合氣體, 混合氣體遇到上面的明火, 在瓶內(nèi)急劇燃燒,產(chǎn)生的熱量比較多, 導(dǎo)致氣體在瓶內(nèi)有限的空 間內(nèi)急劇膨脹,就發(fā)生了爆炸。問題探究問題 教材通過吹肥皂泡的實驗,驗證了氫氣的密度比空氣的密度小。請你利用這種思 想,設(shè)計實驗探究 CO2氣體的密度比空氣大還是比空氣小。(題目提供你足量的 CO2氣體和一切你所需的儀器)探究:學(xué)生探究方案1:用C02氣體吹肥皂泡,現(xiàn)象是看到肥皂泡緩慢向下運動,結(jié)論是C02氣體的密度比空氣的密度大。學(xué)生探究方案2:用C02氣體填充氣球,現(xiàn)象是看到氣球緩慢向下運動,結(jié)論是C02氣體的密度比空氣的密度大。學(xué)生探究方案3:托盤天平兩盤上各放一個大小、體積都相等的足夠大的
4、燒杯,燒杯敞口放置,向右盤燒 杯中倒入足量多的 C02氣體,現(xiàn)象是天平仍然平衡,結(jié)論是C02氣體的密度與空氣的密度一樣大。學(xué)生探究方案4:用細竹竿做一簡易天平,天平兩側(cè)各掛一大小、體積、質(zhì)量都相等的紙兜,向其中一個 紙兜內(nèi)倒入足量多的 CO?氣體,現(xiàn)象是這個紙兜下降,結(jié)論是CO?氣體的密度比空氣的密度大。學(xué)生探究方案5:分別用空氣和 CO?氣體填充氣球,在空中讓兩個氣球自由落下,現(xiàn)象是填充CO?氣體的氣球下落速度比較快,結(jié)論是CO?氣體的密度比空氣的密度大。典題精講例1下列氣體與空氣混合后點燃 ,可能發(fā)生爆炸的是()A.二氧化碳B.氫氣C.氮氣D.氧氣思路解析 此題考查的是爆炸的條件,應(yīng)從爆炸
5、的實質(zhì)入手分析, 爆炸的實質(zhì)是劇烈燃燒,劇烈燃燒就必須具備燃燒的條件??諝庵械难鯕饩哂兄夹?,若選項具有可燃性,就有 可能爆炸。A、C、D都不具有可燃性,而氫氣有可燃性,故答案應(yīng)選B。答案:B例2 (2010年浙江中考)氫氣是未來的理想能源。根據(jù)氫元素在自然界的存在形式及氫 氣性質(zhì)分析,在氫能源的開發(fā)和利用中,需解決的課題有() 探索廉價的制氫氣的方法研究氫氣燃燒產(chǎn)物的處理技術(shù)開發(fā)安全、高效的儲氫技術(shù)A.只有B.只有C.和D.和思路解析 氫氣作為理想能源有很多優(yōu)點。但由于現(xiàn)在制取氫氣的成本較高,氫氣儲存運輸要求技術(shù)較高,還不能使氫氣作為生產(chǎn)、生活中的新能源成為現(xiàn)實。答案:D知識導(dǎo)學(xué)氫氣吹肥皂泡
6、的實驗現(xiàn)象是 :吹出的氣泡緩緩地向上運動。這種現(xiàn)象充分說明氫氣的密 度比空氣的密度小,在同學(xué)腦海中留下很深的印象。可引導(dǎo)同學(xué)思考:怎樣設(shè)計實驗才能證明氫氣的密度比空氣小。氫氣的其他物理性質(zhì):一方面以實物(提前收集好的氫氣)的形式讓同學(xué)切實感觸到,另一方面與氧氣的物理性質(zhì)比較著記憶。氫氣燃燒實驗的觀察點是:產(chǎn)生火焰的顏色和燒杯的變化。實驗時的現(xiàn)象要掌握兩點: 一是淡藍色火焰,二是燃燒后的產(chǎn)物是水,并放出大量的熱。根據(jù)現(xiàn)象推出的結(jié)論是:氫氣 具有可燃性。燃燒是氫氣與氧氣發(fā)生了反應(yīng),生成物是水。這一點我們在燃燒條件與滅火原理”中已經(jīng)講過:凡可燃性物質(zhì)與空氣混合得比較均勻時,遇明火都有可能發(fā)生爆炸。收
7、集氫氣可采用排水法或向下排空氣法。但是要注意:如果采用的是向下排空氣法收集氫氣,第一次驗證不純后, 這時要用拇指堵住試管口一會兒或換一支試管再進行收集,否則可能引爆氫氣的發(fā)生裝置。氫能源的開發(fā)和利用是世界性的課題,作為理想的能源,氫能源有著以下特點:燃燒放熱多;來源廣泛,以水作原料可以制取大量氫氣;最大的優(yōu)點是氫氣燃燒的生成物是水,不 污染環(huán)境。疑難導(dǎo)析對于氣體點燃時會不會發(fā)生爆炸的問題,我們可以從化學(xué)爆炸的實質(zhì)上來分析:首先要知道化學(xué)爆炸的含義,以及爆炸的條件,要清楚氣體需在怎樣的空間內(nèi)燃燒、急劇還是緩慢燃燒、放出熱量的大小如何才會發(fā)生爆炸。然后判斷“點燃純凈的氫氣”實驗是否符合爆炸的條件,
8、“點燃氫氣和空氣的混合物”實驗是否符合爆炸的條件。問題導(dǎo)思科學(xué)實驗是探究化學(xué)知識的一個重要方法, 通過對實驗現(xiàn)象的觀察分析, 加以知識整合, 不難得出規(guī)律性的結(jié)論。 實驗探究又是驗證課本知識的重要手段, 當實驗結(jié)果與理論不相符 合時,要認真思考,重新設(shè)計實驗繼續(xù)探究,分析失敗的原因,找出問題的根源。本題開放性較強,信息來源廣,根據(jù)現(xiàn)實生活經(jīng)驗和課本知識可以從不同的方面獲取信 息,探究方案不是唯一的。對于此類型題的解答技巧是首先要認真讀題,吃透題意。然后再 遷移所學(xué)知識,注重實驗現(xiàn)象與所學(xué)知識相聯(lián)系,圍繞題意去解答。答案只要合理即可。同學(xué)們設(shè)計的探究方案比較齊全,原理都是正確的,但每種方案得到的
9、結(jié)論卻不相同。原因是:方案1和2中,肥皂泡和氣球即使向下運動,也不一定是由CO2氣體的密度比空氣的密度大引起的。 CO2氣體的密度與空氣的密度一樣大時,氣球也會向下運動。這里可以 用填充有空氣的氣球來解決同學(xué)們的困惑。方案3:由于天平的靈敏度太差,它根本稱不出來氣體的質(zhì)量,所以才得到了錯誤的結(jié) 論。方案4:簡易天平的靈敏度比較高,所以能夠測出氣體的質(zhì)量差別。這個方案是可行的。方案5:做了一個對照實驗,排除了氣球本身質(zhì)量的影響,所以也是一個可行的方案。綜上所述,設(shè)計實驗比較氣體的密度,就從這幾個方面來考慮,但是要注意上述情況。典題導(dǎo)考綠色通道 會不會發(fā)生爆炸從爆炸發(fā)生的原因來考慮。爆炸是物質(zhì)在有限空間內(nèi)發(fā)生劇烈燃燒引起的。典題變式 下列物質(zhì)與空氣混合,接觸到明火,有發(fā)生爆炸危險的是()氫氣汽油蒸氣 面粉塵棉塵A.B.C.D.答案:D綠色通道熟練掌握氫氣的重要性質(zhì),并聯(lián)系實際思考問題的可行性。典題變式 氫氣作為新能源普遍被人們看好。它有許多其他燃料所
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