1、.5.1 干凈的燃料氫氣 知識(shí)梳理1.氫氣的特性：密度最小的氣體在一樣條件下，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(wú)色，無(wú)氣味，_溶于水，有三態(tài)變化。3.氫氣的化學(xué)性質(zhì)可燃性實(shí)驗(yàn)：在空氣中，用帶尖嘴的金屬導(dǎo)管點(diǎn)燃純潔的氫氣現(xiàn)象：純潔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(jué)非常燙，說(shuō)明反響放出了大量的熱。結(jié)論：該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明氫氣具有的化學(xué)性質(zhì)是_，反響的化學(xué)方程式為：_。4. 純潔的氫氣在空氣中可以安靜地燃燒，不純的氫氣點(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生爆炸。因此，點(diǎn)燃?xì)錃馇埃欢ㄒ萠。5.檢驗(yàn)氫氣是否純潔的方法：1搜集一小試管氫氣；2用拇指堵住試

2、管口，使試管口稍向下傾斜，移近酒精燈火焰；3移開(kāi)拇指點(diǎn)火，聽(tīng)聲音。假設(shè)聽(tīng)到細(xì)微的“噗聲，說(shuō)明氫氣_；假設(shè)聽(tīng)到鋒利的爆鳴聲，那么說(shuō)明氫氣_。6.氫氣是理想的高能燃料：氫氣燃燒時(shí)放熱量大，產(chǎn)物是水，沒(méi)有污染，所以它是既干凈又高能的理想燃料。疑難打破為什么純潔的氫氣在空氣中可以安靜地燃燒，不純的氫氣點(diǎn)燃時(shí)可能發(fā)生爆炸？剖析：“點(diǎn)燃純潔的氫氣的實(shí)驗(yàn)：從金屬管出來(lái)的是純潔的氫氣，純潔的氫氣燃燒時(shí)，只有少量氫氣在金屬管口跟氧氣接觸發(fā)生反響，產(chǎn)生的熱量不多，很快就散失到空氣中，周?chē)目諝獠粫?huì)急劇膨脹，所以氫氣可以安靜地燃燒，不會(huì)發(fā)生爆炸。 “點(diǎn)燃?xì)錃夂涂諝獾幕旌衔锏膶?shí)驗(yàn)：在塑料筒或杯內(nèi)是氫氣與空氣的混合氣體

3、，混合氣體遇到上面的明火，在瓶?jī)?nèi)急劇燃燒，產(chǎn)生的熱量比較多，導(dǎo)致氣體在瓶?jī)?nèi)有限的空間內(nèi)急劇膨脹，就發(fā)生了爆炸。問(wèn)題探究問(wèn)題 教材通過(guò)吹肥皂泡的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了氫氣的密度比空氣的密度小。請(qǐng)你利用這種思想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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CO2氣體吹肥皂泡，現(xiàn)象是看到肥皂泡緩慢向下運(yùn)動(dòng)，結(jié)論是CO2氣體的密度比空氣的密度大。學(xué)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(yùn)動(dòng)，結(jié)論是CO2氣體的密度比空氣的密度大。學(xué)生探究方案3:托盤(pán)天平兩盤(pán)上各放一個(gè)大小、體積都相等的足夠大的燒杯，燒杯敞口放置，向右盤(pán)燒

4、杯中倒入足量多的CO2氣體，現(xiàn)象是天平仍然平衡，結(jié)論是CO2氣體的密度與空氣的密度一樣大。學(xué)生探究方案4:用細(xì)竹竿做一簡(jiǎn)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(gè)紙兜內(nèi)倒入足量多的CO2氣體，現(xiàn)象是這個(gè)紙兜下降，結(jié)論是CO2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CO2氣體填充氣球，在空中讓兩個(gè)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(jié)論是CO2氣體的密度比空氣的密度大。典題精講例1以下氣體與空氣混合后點(diǎn)燃,可能發(fā)生爆炸的是 A.二氧化碳 B.氫氣 C.氮?dú)?D.氧氣思路解析 此題考察的是爆炸的條件，應(yīng)從爆炸的本質(zhì)入手分析，爆炸的本質(zhì)是劇烈燃燒

5、，劇烈燃燒就必須具備燃燒的條件?？諝庵械难鯕饩哂兄夹裕僭O(shè)選項(xiàng)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 2019年浙江中考 氫氣是將來(lái)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(kāi)發(fā)和利用中，需解決的課題有 探究廉價(jià)的制氫氣的方法 研究氫氣燃燒產(chǎn)物的處理技術(shù) 開(kāi)發(fā)平安、高效的儲(chǔ)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(diǎn)。但由于如今制取氫氣的本錢(qián)較高，氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸要求技術(shù)較高，還不能使氫氣作為消費(fèi)、生活中的新能源成為現(xiàn)實(shí)。答案：D知識(shí)導(dǎo)學(xué)氫氣吹肥皂泡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:吹出的氣泡緩緩地向上運(yùn)

6、動(dòng)。這種現(xiàn)象充分說(shuō)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)考慮：怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)物提早搜集好的氫氣的形式讓同學(xué)實(shí)在感觸到，另一方面與氧氣的物理性質(zhì)比較著記憶。氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)的觀察點(diǎn)是：產(chǎn)生火焰的顏色和燒杯的變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)的現(xiàn)象要掌握兩點(diǎn)：一是淡藍(lán)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)生了反響，生成物是水。這一點(diǎn)我們?cè)凇叭紵龡l件與滅火原理中已經(jīng)講過(guò)：凡可燃性物質(zhì)與空氣混合得比較均勻時(shí)，遇明火都有可能發(fā)生爆炸。搜集氫氣可采用排水法或向下排空氣法。但是要注意：假

7、如采用的是向下排空氣法搜集氫氣，第一次驗(yàn)證不純后，這時(shí)要用拇指堵住試管口一會(huì)兒或換一支試管再進(jìn)展搜集，否那么可能引爆氫氣的發(fā)生裝置。氫能源的開(kāi)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(diǎn)：燃燒放熱多；來(lái)源廣泛，以水作原料可以制取大量氫氣；最大的優(yōu)點(diǎn)是氫氣燃燒的生成物是水，不污染環(huán)境。疑難導(dǎo)析對(duì)于氣體點(diǎn)燃時(shí)會(huì)不會(huì)發(fā)生爆炸的問(wèn)題，我們可以從化學(xué)爆炸的本質(zhì)上來(lái)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(huì)發(fā)生爆炸。然后判斷“點(diǎn)燃純潔的氫氣實(shí)驗(yàn)是否符合爆炸的條件，“點(diǎn)燃?xì)錃夂涂諝獾幕旌衔飳?shí)驗(yàn)是否符合爆炸的條件。問(wèn)題

8、導(dǎo)思科學(xué)實(shí)驗(yàn)是探究化學(xué)知識(shí)的一個(gè)重要方法，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析，加以知識(shí)整合，不難得出規(guī)律性的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)探究又是驗(yàn)證課本知識(shí)的重要手段，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論不相符合時(shí)，要認(rèn)真考慮，重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探究，分析失敗的原因，找出問(wèn)題的根源。此題開(kāi)放性較強(qiáng)，信息來(lái)源廣，根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)歷和課本知識(shí)可以從不同的方面獲取信息，探究方案不是唯一的。對(duì)于此類(lèi)型題的解答技巧是首先要認(rèn)真讀題，吃透題意。然后再遷移所學(xué)知識(shí)，注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與所學(xué)知識(shí)相聯(lián)絡(luò)，圍繞題意去解答。答案只要合理即可。同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)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(jié)論卻不一樣。原因是：方案1和2中，肥皂泡和氣球即使向下運(yùn)動(dòng)，也不一定

9、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(shí)，氣球也會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。這里可以用填充有空氣的氣球來(lái)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(chēng)不出來(lái)氣體的質(zhì)量，所以才得到了錯(cuò)誤的結(jié)論。方案4：簡(jiǎn)易天平的靈敏度比較高，所以可以測(cè)出氣體的質(zhì)量差異。這個(gè)方案是可行的。方案5：做了一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，排除了氣球本身質(zhì)量的影響，所以也是一個(gè)可行的方案。綜上所述，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較氣體的密度，就從這幾個(gè)方面來(lái)考慮，但是要注意上述情況。典題導(dǎo)考綠色通道 會(huì)不會(huì)發(fā)生爆炸從爆炸發(fā)生的原因來(lái)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 以下物質(zhì)與空氣混合，接觸到明火，有發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的是 氫氣 汽油蒸氣 面粉塵 棉塵A. B. C. D.答案：D綠色通道 純熟掌握氫氣的重要性質(zhì)，并聯(lián)絡(luò)實(shí)際考慮問(wèn)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(diǎn)