初中化学—氢 气.doc

氢 气氢气的性质和用途知识要点：1掌握氢气的可燃性、还原性，并了解有关的实验过程和现象。 2理解点燃氢气之前为什么先要检验氢气的纯度，掌握检验的方法。 3从得氧、失氧的角度对照了解氧化反应和还原反应，氧化剂和还原剂。知识的重点：氢气的化学性质。知识详解：一、物理性质：在通常状况下，氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的密度小，在所有气体中，氢气是最轻的气体。二、化学性质：在常温下氢气的化学性质稳定，但在点燃或加热等条件下，能跟许多种物质发生化学反应。1氢气的可燃性实验1 现象 结论纯净的H2 安静的燃烧在空气中点燃 发出淡蓝色火焰 2H2+O22H2O放出大量的热 有水珠生成实验2 不纯的氢气点燃 爆炸2H2+O22H2O 点燃氢气之前必须要验纯！ a. 验纯的操作：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住（试管口向下），移近火焰移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到响声很小，才表明氢气已纯净。 注意：（1）可准备两支试管交替使用，避免试管中未熄灭的火焰引燃氢气。 （2）若使用一支试管，第一次验纯后不应马上进行第二次，要用拇指堵住试管口一会儿， 让其中的火焰因缺氧而熄灭，才能继续收集检验。 b. 为什么纯净的H2在空气中点燃不发生爆炸，而不纯的氢气点燃会发生爆炸呢？原来，只有当氢气与空气混合达到一定比例时，才能发生爆炸，这个混合比例是一段取值范围，称为爆炸极限。氢气的爆炸极限为4%74.2%，是所有可燃气体中爆炸极限最宽的气体之一。所以点燃之前一定要验纯，此点可以推广到所有可燃性气体点燃之前都要进行验纯。2氢气的还原性实验 现象 结论氢气还原氧化铜 （1）黑色CuO粉末逐渐变成红色H2+CuOCu+H2O （2）试管口有水滴生成a. 为了实验成功，需要注意：氢气在使用前一定要验纯。(1)先通入氢气将试管中的空气排净 （氢）(2)再用酒精灯加热盛氧化铜试管使反应发生 （灯）(3)看到CuO全部变红后先撤去酒精灯并熄灭 （灯）(4)通氢气直到红色的Cu冷却，避免空气进入 热的试管重新与Cu化合，又生成CuO。 （氢）以上实验步骤可用“氢、灯、灯、氢”四个字来描述。 氢气还原氧化铜实验装置特点：(1)试管口略向下倾斜(2)通氢气的导气管要通入试管底部位于CuO上方(3)铁夹要固定在距管口1/3处(4)药品平铺于试管底部，用酒精灯的外焰加热 b. 上述反应属于置换反应，但从氧化铜的角度来看，是CuO失去氧元素变成单质Cu，所以这种氧化物中的氧被夺去的反应，称为还原反应。在反应中CuO发生还原反应，还原反应只是描述了一个反应的一部分，而不能完整地描述整个反应，所以不是基本反应类型。反应中氢气夺去了氧化铜中的氧，使CuO发生还原，所以H2具有还原性，是还原剂。而H2自身与氧结合成水，发生了氧化反应。CuO提供氧，是氧化剂。我们把这样同时发生的氧化反应和还原反应称为氧化还原反应，是我们要在高中化学中讨论的一种重要反应类型。 三、氢气的用途：物质的用途与性质密切相关。利用H2的可燃性，可用作高能燃料，燃烧热值高，产物无污染，非常理想；利用H2的还原性，可以冶炼名贵的金属和高纯金属和高纯硅；利用H2的物理性质密度小，可以充灌探空氢气球；另外H2还是工业生产氨气（NH3）和盐酸（HCl）的重要原料。氢气的实验室制法知识重点：1实验室制取氢气的反应原理和基本操作； 2检验氢气纯度的方法。知识详解：一、实验室制取氢气的原料和原理一般在实验室制取氢气所选用的原料是金属锌和稀硫酸，其反应的原理如下： Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2锌 硫酸硫酸锌 氢气 另外，其它一些活泼金属如镁，铁等也能与稀硫酸反应得到氢气，为什么偏偏选择金属锌呢？因为镁的价格比锌贵很多，而且金属镁也比锌活泼的多，所以反应起来速度太快，不容易控制；用金属铁虽也可制出氢气，但铁不如锌活泼，反应的速度较慢，于是实验室选用了活泼性适中的金属锌来制取氢气。再有一个问题，就是盐酸（HCl）也能与锌、铁、镁等金属反应得到H2，为什么不用呢？是因为盐酸易挥发，所以生成氢气中往往含有少量盐酸的酸雾，而硫酸不易挥发，生成的氢气相对较纯的缘故。以下是镁、锌、铁分别与稀硫酸和稀盐酸的反应的表达式： Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2镁 硫酸 硫酸镁 氢气 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2镁 盐酸 氯化镁 氢气 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2铁 硫酸 硫酸亚铁 氢气 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2铁 盐酸 氯化亚铁 氢气 Zn + 2HCl = ZnCl2+ H2锌 盐酸 氯化锌 氢气 二、实验装置 在此装置中应注意：（1）长颈漏斗的导管下端应伸入液面以下，形成液封，避免氢气从长颈漏斗中逸出。 （2）导出氢气的导管伸入试管中不宜过长。此装置的使用范围：一般地，块状固体与液体反应，不需要加热，制取气体且气体在水中的溶解程度不大，都可使用此装置。三、收集氢气（如图）1排水法收集H2，是因为氢气难溶于水 2. 向下排空气法收集H2，是因为氢气的密度比空气密度小 注意：排水法收集的气体较纯； 充满氢气的集气瓶用玻璃片盖上并倒置在桌面上，以防止氢气向空气中逸散。四、置换反应：由一种单质跟一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。 如，本节课所学的几种金属与硫酸或盐酸的反应，都属于置换反应： Zn + H2SO4 = H2+ ZnSO4单质 化合物 单质 化合物置换反应与我们以前讲过的化合反应、分解反应都是化学中的基本反应类型。五、原子团：由若干个原子构成，在化学反应里，作为一个整体参加反应，好像一个原子一样，这样的原子集团叫做原子团。原子团的种类繁多，我们常见的原子团有硝酸钠（NaNO3）中的硝酸根（NO3）、硫酸（H2SO4）中的硫酸根（SO4）、氯酸钾（KClO3）中的氯酸根（ClO3）、