5.1 洁净的燃料 氢气

讨论题二：
用向下排空气法收集氢气验纯，若听到尖锐的 爆鸣声，如果立即用该试管继续收集氢气，可能发 生什么后果？应该怎样操作？ 由于试管内氢气的火焰可没有完全熄灭，立即用此试管 收集氢气可能引起爆炸 。 换一根试管或者用拇指堵住原试管口一会儿在收集。
讨论题三：
小红和小明两位同学分别做氢气的验纯实验。 小红同学将收集到氢气的试管口向上，拇指堵住试 过口移近火焰，松开拇指，没有什么声音，她认为 氢气己经纯净了。小明同学将收集到氢气的试管口 向下，拇指没有堵住试管口，移近火焰，听到爆鸣 声，他认为氢气不纯。小红和小明的结论正确吗？ 为什么？
中国消费者协会警示：
中消协提醒社会各界关注： 氢气是一种易燃易爆气体，灌充 氢气的气球极易发生火灾、爆炸事故。如儿童玩耍氢气球时接近 火源，或者附近有人吸烟都可能导致爆炸，爆炸往往对人的面部 损伤最为严重。
国家有关部门规定： 在公众活动场所，严禁灌充、施放氢气球及其升空物，严禁 在各种场合灌充手持氢气球。如需要施放气球及其他升空物 一律使用氦气球。 消费者不要购买灌充不明气体的气球。 学校、家长要做好未成年人的监护工作。 希望有关部门加强对气球销售者和使用者的监督检查。
山西：100余只氢气球发生爆炸 28个幼儿被烧伤
6月1日下午5时许，山西焦煤 集团白家庄矿幼儿园的孩子们 在举 行庆祝活动时。 100余只氢气球被 集中放在一只1米×1.5米大的大气 球中。围观的数十名孩子们抑制不 住好奇心而纷纷将小手伸进大气球 底部，向外拉抢小氢气球。拉抢摩 擦间，其中几只氢气球受力过大被 挤爆，从而引起大气球内所有的小 氢气球同时被引爆。气球周围的20 余个孩子被气浪和炸碎的气球碎片 灼伤、倒地。
氢气作为新能源普遍被人们重视并加以研究。氢
气用作燃料有许多其他燃料所不及的优点。煤、石油、
天然气等资源的蕴藏量并不是无限的，氢气可以用水作 原料来制取（H2O 通电 H2 + O2）。燃烧相同质量的氢 气和石油，前者放出的热量是后者的3倍。氢气燃烧的 产物只有水。
▪ 根据以上短文内容，归纳总结氢气作为燃料的优点？ ▪ 目前，氢气这种能源还没有得到广泛应用的原因是？ ▪ 请你根据所学知识，提出用廉价方法以水为原料制取氢
2、氢气的还原性
在加热的条件下，能跟某些金属氧化物反应，夺取金属 氧化物中的氧，因此，氢气具有还原性，能使金属的氧 化物失去氧而还原为金属，氢气是一种重要的还原剂。
CuO+ H2
Cu+ H2O
实验现象：黑色固体粉末逐渐变成红色， 试管内壁有水珠出现。
三、氢气的实验室制法： 1、化学药品
常用锌粒和稀硫酸（锌为银白色固体，稀硫酸 为无色液体）
自从1965年美国开始研制液氢发动机以 来，相继研制成功了各种类型的喷气式 和火箭式发动机。1960年液氢首次用作 航天动力燃料。1970年美国反发射的 “阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也 是用液氢作燃料。
我国长征2号、3号也使用液氢 做燃料。
火箭发射
点燃纯净的氢气：
现象： 纯净的氢气在空气里安静地 燃烧，火焰为淡蓝色，罩在 火焰上方的烧杯内壁有水珠 生成，手触烧杯感觉烫。
(标况)密度 （g/L） 0.089 1.250 1.295 1.429 1.964
相对分子 质量
2 28 29(平均) 32 44
与空气 相比 最轻 略轻
\ 略重
重
二、氢气的化学性质：
1、可 燃 性
浙江义乌发生氢气球爆炸 5月2日上午，浙江义乌恒信电
器城门口悬挂了几个直径在1.5米 左右的氢气球。当时悬挂的氢气 球有漏气现象。商场的员工决定 将气球收下来放气，但没想到拉 到一半，爆炸便发生了。停在爆 炸点附近的一辆八座面包车车门 被炸凹，车上全部玻璃被震碎； 人行道停车位置的一辆"桑塔纳" 除车窗玻璃被震碎外，车子还滑 到了非机动车道上。旁边的3辆 摩托车也不同程度被损坏。
第五章 燃 料
化石燃料
煤
天然气
石油
2005年石油价格变化趋势图
太阳能 核能
水能
风能
新能源
潮汐能
地热能
氢能 生物质能
这节课，我们 要掌握什么？
5.1 洁净的燃料——氢气
一、难溶于水 （排水法收集）
密度比空气小，是最轻的气体
（向上排空气法收集）
氢气 氮气 空气 氧气 二氧化碳
结论： 氢气与氧气发生反应生成水， 并放出热量。
H2 + O2 点燃 H20
点燃纯净 的氢气
经实验测定，空气中混入氢气的体 积为总体积的4.0％～74.2％时，点燃就 会发生爆炸，这个体积分数的范围就叫 做氢气的爆炸极限。
氢气验纯
点燃氢气前要注意安全， 一定要先检验氢气的纯度。
若听到尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯； 要再收集再检验 直至听到轻微“噗”声。
理想的制氢方法
寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下 分解产生氢气。
讨论题一：
▪ 资料：
一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳 （CO + O2 点燃 CO2）；
甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水 （CH4 + O2 点燃 CO2 + H2O）。
现有从某导气管导出的纯净气体，只知道该气体 为氢气、一氧化碳、或甲烷中的一种。请你设计实验 确定该气体是哪种气体？
气的途？：
氢能的优点：
▪ 氢的放热效率高。每升氢放出的热量为1千克汽油 的3－4倍。
▪ 清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有水，不 会造成环境污染，因而又被称为“清洁燃料”。
▪ 资源丰富。占地球表面71％的水中都含有大量的氢 元素，水分解可制得氢气（H2O 通电 H2 + O2）， 氢燃料燃烧后又生成水。
2、反应原理
Zn+ H2SO4
ZnSO4 +H2
3、仪器装置 （固体+液体不需要加热型）
4、收集气体的方法 （瓶口最好向下放置） 排水法 向下排空气法
5、实验步骤
（1）检查装置的气密性 （2）装锌粒 （3）把试管固定在铁架台上 （4）加入稀硫酸 （5）收集气体 (6)检验纯度
三、氢气的用途——氢气是一种洁净的能源
▪ 便于运送和携带。氢气的重量轻、密度小。
▪ 氢的用途极为广泛。它不但能燃烧生热，而且还可 以产生化学能等。
没有得到广泛应用的原因
（1）采用电解水的方法：消耗电能太多，成本高、 不经济，不能大规模的制取氢气。
（2）氢气的贮存：由于氢气是一种易燃易爆气体， 难液化 ，贮存和 运输既不方便又不安全 。