拓展性課題 最輕的氣體 [知識點] 氫氣的物理性質(zhì)、化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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（ ） 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(xué)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：常錯選A、D，由于氫氣密度比空氣小，應(yīng)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(yīng)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(guān)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． 氫氣的化學(xué)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（ ） 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(dāng)它們充分混合時，應(yīng)杜絕一切火源火星，以防發(fā)生爆炸。 正確答案：A [練習(xí)] 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(dāng)夜間發(fā)現(xiàn)液化石油氣或煤氣泄漏時，應(yīng)該采取的措施是（ ） A． 開燈檢查 B． 點蠟燭檢查 C． 關(guān)閉閥門，打開門窗 D． 打開排氣扇 3．當(dāng)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(guān)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(dǎo)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：