文档：疑难解析 名师获奖

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(2022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①B.只有②C.①和②D.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以从不同的方面获取信息，探究方案不是唯一的。对于此类型题的解答技巧是首先要认真读题，吃透题意。然后再迁移所学知识，注重实验现象与所学知识相联系，围绕题意去解答。答案只要合理即可。同学们设计的探究方案比较齐全，原理都是正确的，但每种方案得到的结论却不相同。原因是：方案1和2中，肥皂泡和气球即使向下运动，也不一定是由CO2气体的密度比空气的密度大引起的。CO2气体的密度与空气的密度一样大时，气球也会向下运动。这里可以用填充有空气的气球来解决同学们的困惑。方案3：由于天平的灵敏度太差，它根本称不出来气体的质量，所以才得到了错误的结论。方案4：简易天平的灵敏度比较高，所以能够测出气体的质量差别。这个方案是可行的。方案5：做了一个对照实验，排除了气球本身质量的影响，所以也是一个可行的方案。综上所述，设计实验比较气体的密度，就从这几个方面来考虑，但是要注意上述情况。典题导考绿色通道会不会发生爆炸从爆炸发生的原因来考虑。爆炸是物质在有限空间内发生剧烈燃烧引起的。典题变式下列物质与空气混合，接触到明火，有发生爆炸危险的是()①氢气②汽油蒸气③面粉尘④棉尘A.①B.①②④C.②③④D.①②③④答案：D绿色通道熟练掌握氢气的重要性质，并联系实际思考问题的可行性。典题变式氢气作为新能源普遍被人们看好。它有许多其他燃料所不及的优点。石油、煤、天然气等资源的蕴藏量并不是无限的，而氢气可以用水作原料来制取。燃烧相同质量的氢气和汽油，前者放出的热量约是后者的三倍。氢气燃烧后的产物只有一种——水，不污染环境。根据以上短文的内容，请你归纳总结出氢气作为新能源的优点：①________________________________