九年級化學(xué)上冊 5.1潔凈的燃料—氫氣知識梳理與疑難解析 粵教版

1、5.1 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(xué)性質(zhì)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)用拇指堵

2、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(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)是氫氣與空氣的

3、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CO2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動，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: 托盤天平兩盤上各放一個大小、體積都相等的足夠大的燒杯，

4、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(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CO2氣體，現(xiàn)象是這個紙兜下降，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)從爆炸的

5、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。空氣中的氧氣具有助燃性，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

6、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(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

7、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(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

8、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(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(dāng)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

9、的結(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不