文檔：疑難解析 名師獲獎

潔凈的燃料——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.氫氣的化學性質(zhì)——可燃性實驗：在空氣中，用帶尖嘴的金屬導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，說明反應放出了大量的熱。結論：該實驗說明氫氣具有的化學性質(zhì)是___________，反應的化學方程式為：___________。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)用拇指堵住試管口，使試管口稍向下傾斜，移近酒精燈火焰；(3)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，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?！包c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：學生探究方案1:用CO2氣體吹肥皂泡，現(xiàn)象是看到肥皂泡緩慢向下運動，結論是CO2氣體的密度比空氣的密度大。學生探究方案2:用CO2氣體填充氣球，現(xiàn)象是看到氣球緩慢向下運動，結論是CO2氣體的密度比空氣的密度大。學生探究方案3:托盤天平兩盤上各放一個大小、體積都相等的足夠大的燒杯，燒杯敞口放置，向右盤燒杯中倒入足量多的CO2氣體，現(xiàn)象是天平仍然平衡，結論是CO2氣體的密度與空氣的密度一樣大。學生探究方案4:用細竹竿做一簡易天平，天平兩側各掛一大小、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CO2氣體，現(xiàn)象是這個紙兜下降，結論是CO2氣體的密度比空氣的密度大。學生探究方案5:分別用空氣和CO2氣體填充氣球，在空中讓兩個氣球自由落下，現(xiàn)象是填充CO2氣體的氣球下落速度比較快，結論是CO2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，應從爆炸的實質(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，故答案應選B。答案：B例2(2022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()①探索廉價的制氫氣的方法②研究氫氣燃燒產(chǎn)物的處理技術③開發(fā)安全、高效的儲氫技術A.只有①B.只有②C.①和②D.①和③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知識導學氫氣吹肥皂泡的實驗現(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，在同學腦海中留下很深的印象?？梢龑瑢W思考：怎樣設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)象推出的結論是：氫氣具有可燃性。燃燒是氫氣與氧氣發(fā)生了反應，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，我們可以從化學爆炸的實質(zhì)上來分析：首先要知道化學爆炸的含義，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，“點燃氫氣和空氣的混合物”實驗是否符合爆炸的條件。問題導思科學實驗是探究化學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)律性的結論。實驗探究又是驗證課本知識的重要手段，當實驗結果與理論不相符合時，要認真思考，重新設計實驗繼續(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。然后再遷移所學知識，注重實驗現(xiàn)象與所學知識相聯(lián)系，圍繞題意去解答。答案只要合理即可。同學們設計的探究方案比較齊全，原理都是正確的，但每種方案得到的結論卻不相同。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()①氫氣②汽油蒸氣③面粉塵④棉塵A.①B.①②④C.②③④D.①②③④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的三倍。氫氣燃燒后的產(chǎn)物只有一種——水，不污染環(huán)境。根據(jù)以上短文的內(nèi)容，請你歸納總結出氫氣作為新能源的優(yōu)點：①________________________________