九年级化学氢气练习题
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5.1 洁净的燃料——氢气
知识梳理
1.氢气的特性:密度最小的气体
在相同条件下,大约是同体积空气密度的___________,同体积氧气密度的___________。
2.氢气的其他物理性质
无色,无气味,___________溶于水,有三态变化。
3.氢气的化学性质——可燃性
实验:在空气中,用带尖嘴的金属导管点燃纯净的氢气
现象:纯净的氢气在空气中燃烧,产生___________火焰,罩在火焰上方的烧杯内壁有___________,用手触摸烧杯壁感觉非常烫,说明反应放出了大量的热。
结论:该实验说明氢气具有的化学性质是___________,反应的化学方程式为:___________。
4. 纯净的氢气在空气中能够安静地燃烧,不纯的氢气点燃时可能发生爆炸。因此,点燃氢气前,一定要先___________。
5.检验氢气是否纯净的方法:
(1)收集一小试管氢气;
(2)用拇指堵住试管口,使试管口稍向下倾斜,移近酒精灯火焰;
(3)移开拇指点火,听声音。若听到轻微的“噗”声,说明氢气___________;若听到尖锐的爆鸣声,则表明氢气___________。
6.氢气是理想的高能燃料:氢气燃烧时放热量大,产物是水,没有污染,所以它是既洁净又高能的理想燃料。
疑难突破
为什么纯净的氢气在空气中能够安静地燃烧,不纯的氢气点燃时可能发生爆炸?
剖析:“点燃纯净的氢气”的实验:从金属管出来的是纯净的氢气,纯净的氢气燃烧时,只有少量氢气在金属管口跟氧气接触发生反应,产生的热量不多,很快就散失到空气中,周围的空气不会急剧膨胀,所以氢气能够安静地燃烧,不会发生爆炸。
“点燃氢气和空气的混合物”的实验:在塑料筒或杯内是氢气与空气的混合气体,混合气体遇到上面的明火,在瓶内急剧燃烧,产生的热量比较多,导致气体在瓶内有限的空间内急剧膨胀,就发生了爆炸。
问题探究
问题教材通过吹肥皂泡的实验,验证了氢气的密度比空气的密度小。请你利用这种思想,设计实验探究CO2气体的密度比空气大还是比空气小。(题目提供你足量的CO2气体和一切你所需的仪器)
探究:学生探究方案1:
用CO2气体吹肥皂泡,现象是看到肥皂泡缓慢向下运动,结论是CO2气体的密度比空气的密度大。
学生探究方案2:
用CO2气体填充气球,现象是看到气球缓慢向下运动,结论是
CO2气体的密度比空气的密度大。
学生探究方案3:
托盘天平两盘上各放一个大小、体积都相等的足够大的烧杯,烧杯敞口放置,向右盘烧杯中倒入足量多的CO2气体,现象是天平仍然平衡,结论是CO2气体的密度与空气的密度一样大。
学生探究方案4:
用细竹竿做一简易天平,天平两侧各挂一大小、体积、质量都相等的纸兜,向其中一个纸兜内倒入足量多的CO2气体,现象是这个纸兜下降,结论是CO2气体的密度比空气的密度大。
学生探究方案5:
分别用空气和CO2气体填充气球,在空中让两个气球自由落下,现象是填充CO2气体的气球下落速度比较快,结论是CO2气体的密度比空气的密度大。
典题精讲
例1下列气体与空气混合后点燃,可能发生爆炸的是( )
A.二氧化碳
B.氢气
C.氮气
D.氧气
思路解析此题考查的是爆炸的条件,应从爆炸的实质入手分析,爆炸的实质是剧烈燃烧,剧烈燃烧就必须具备燃烧的条件。空气中的氧气具有助燃性,若选项具有可燃性,就有可能爆炸。A、C、D都不具有可燃性,而氢气有可燃性,故答案应选B。
答案:B
例2 (2010年浙江中考) 氢气是未来的理想能源。根据氢元素在自然界的存在形式及氢气性质分析,在氢能源的开发和利用中,需解决的课题有( )
①探索廉价的制氢气的方法②研究氢气燃烧产物的处理技术③开发安全、高效的储氢技术
A.只有①
B.只有②
C.①和②
D.①和③
思路解析氢气作为理想能源有很多优点。但由于现在制取氢气的成本较高,氢气储存运输要求技术较高,还不能使氢气作为生产、生活中的新能源成为现实。
答案:D
知识导学
氢气吹肥皂泡的实验现象是:吹出的气泡缓缓地向上运动。这种现象充分说明氢气的密度比空气的密度小,在同学脑海中留下很深的印象。可引导同学思考:怎样设计实验才能证明氢气的密度比空气小。
氢气的其他物理性质:一方面以实物(提前收集好的氢气)的形式让同学切实感触到,另一方面与氧气的物理性质比较着记忆。
氢气燃烧实验的观察点是:产生火焰的颜色和烧杯的变化。实验时的现象要掌握两点:一是淡蓝色火焰,二是燃烧后的产物是水,并放出大量的热。根据现象推出的结论是:氢气具有可燃性。燃烧是氢气与氧气发生了反应,生成物是水。
这一点我们在“燃烧条件与灭火原理”中已经讲过:凡可燃性物
质与空气混合得比较均匀时,遇明火都有可能发生爆炸。
收集氢气可采用排水法或向下排空气法。但是要注意:如果采用的是向下排空气法收集氢气,第一次验证不纯后,这时要用拇指堵住试管口一会儿或换一支试管再进行收集,否则可能引爆氢气的发生装置。
氢能源的开发和利用是世界性的课题,作为理想的能源,氢能源有着以下特点:燃烧放热多;来源广泛,以水作原料可以制取大量氢气;最大的优点是氢气燃烧的生成物是水,不污染环境。
疑难导析
对于气体点燃时会不会发生爆炸的问题,我们可以从化学爆炸的实质上来分析:
首先要知道化学爆炸的含义,以及爆炸的条件,要清楚气体需在怎样的空间内燃烧、急剧还是缓慢燃烧、放出热量的大小如何才会发生爆炸。
然后判断“点燃纯净的氢气”实验是否符合爆炸的条件,“点燃氢气和空气的混合物”实验是否符合爆炸的条件。
问题导思
科学实验是探究化学知识的一个重要方法,通过对实验现象的观察分析,加以知识整合,不难得出规律性的结论。实验探究又是验证课本知识的重要手段,当实验结果与理论不相符合时,要认真思考,重新设计实验继续探究,分析失败的原因,找出问题的根源。
本题开放性较强,信息来源广,根据现实生活经验和课本知识可