氢气的制备是初中的关键性知识


来源南通家教吧 日期:2011年12月01日 点击:1567次 分类教员必读 上一篇一些关于氧气的重点和化学... 下一篇关于氢气不得不说的秘密

氢气

一、一周内容概述

  本周学习了洁净的燃料-氢气,重点介绍了:氢气的物理性质、氢气的可燃性、氢气的制取和用途。

二、重难点知识剖析

(一)氢气的性质

1、氢气的物理性质

  在通常状况下,氢气是一种无色、无味的气体,难溶于水。在压强为101kpa、温度为-252时,变成无色液体;在温度为-259时,变成雪花状固体,在0101kpa下,1L氢气的质量为0.090g,只有相同条件下、同体积空气质量的2/29,氧气的1/16,是相同条件下较轻的气体。

2、氢气的化学性质

1)氢气的可燃性

  纯净的氢气在空气里安静的燃烧:2H2O22H2O

  现象:产生淡蓝色火焰,放热。

  爆炸*限:任何可燃性气体与空气混合时点燃都可能爆炸,而且有一定体积范围,这一范围叫做爆炸*限。如:H2的爆炸*限为4%74.2%(空气中混入H2的体积占总体积的分数),

  当空气中混入氢气体达4%74.2%时,点燃就会爆炸(4%74.2%就是氢气的爆炸*限),因此点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。

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2)检验氢气纯度的方法 

  收集一试管氢气,用拇指堵住试管口,管口朝下,靠近火焰,移开拇指点火,如果听到轻微的声,表明氢气已纯净;如果听到尖锐的爆鸣声,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。

  为什么纯净的氢气在空气中可以安静的燃烧,而点燃不纯净的氢气则发生爆鸣甚至爆炸? 

  纯净的氢气在空气中可以安静地燃烧,是因为导管口导出的氢气流与周围少量的氧气接触,反应产生的热量少且散失得快,不会发生爆炸;

  若氢气与氧气或空气混合,当其含量达到爆炸*限时,由于大量的氢分子与氧分子接触,点燃后二者迅速反应,短时间内产生大量的热,使气体体积迅速膨胀,在有限的空间内气体不能及时排出或来不及排出,就会炸裂容器,发生危险;

  如果反应发生在大口容器内,急速膨胀的气体就会冲出容器,振动空气而发出爆鸣声,没有危险。

(二)氢气的制法

1、氢气的工业制法

  原料:天然气(主要成分是甲烷)

     水煤气(主要成分是一氧化碳和氢气)

2、氢气的实验室制法

1)药品:锌和稀硫酸

2)反应原理:

  锌 + 稀硫酸→ 硫酸锌 + 氢气
  Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

3)实验装置:

  装置类型:固+液

  实验装置

4)收集方法:

  排水法(因为H2难溶于水)

  向下排空气法(因为在相同条件下

  收集满H2的集气瓶,应瓶口向下,倒放在实验台上。

5)实验操作: 

  检查气密性;

  装药品,固定试管,连接装置;

  收集气体,放置,盖好,瓶口向下放置。

6)注意事项:

  实验室通常不选用铁、镁跟酸反应制氢气,因为铁反应较慢,不易收集氢气;而镁反应过于剧烈,使反应不易控制,实验室也不选用浓硫酸和硝酸与锌反应,因为浓硫酸和硝酸具有强氧化性,与金属反应,不生成氢气而生成水,也不选用浓盐酸跟锌反应,因为浓盐酸有挥发性,使制得的氢气中混有氯化氢气体而不纯。

  若装置中选用长颈漏斗,注意长颈漏斗的下端要伸入液面下,防止生成的气体沿长颈漏斗逸出。

  导气管管口应刚露出橡皮塞,以利于气体的充分排出。

  装药品应先装固体后装液体。

  若想控制反应随开随停,可在反应容器内加一带孔的塑料板,并在导管一端增设止水夹,如下图所示。