拓展性课题最轻的气体
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密度最小的气体
自然界最轻的气体就是氢气了,其是有两个H原子构成的气体,化学式为H2,它无色透明,没有味道,也不容于水,其是我们已知的密度最小的气体,跟我们的空气比较它的密度只有空气的十四分之一,可想而知它的轻盈,这也是为什么往气球里面注入氢气,气球就会飘向高处的原因。
密度最小的气体 1
英国物理学家卡文迪什发现了氢。
1766年,他收集了这种未知气体并进行研究,从而发现了氢的各种性质。
他发现氢极其易燃,无色无味,不溶于水。
他也改变了人们对水的看法。
人们曾经认为水是一种元素。
经过他的实验和后来科学家的进一步研究,发现水不是一种元素,而是由氢和氧组成的。
氢气的用途
氢气广泛用于医疗。
它可以治疗多种疾病,清除一些有毒的自由基,引起医学界的关注。
此外,氢气也用于工业。
它们可以用液氢作为太空飞行的燃料,也可以对脂肪进行氢化,达到去除油污的目的。
除了这两个行业之外,还有很多其他行业使用氢气,它的前景可以说是一片光明。
氢气虽然对人无害,但是易燃易爆。
我们不应该让它与其他气体混合,否则它很容易爆炸。
而且人吸入过量的氢气会缺氧,所以我们需要防止氢气过量,液氢会直接冻伤人的皮肤。
我们储存氢气的时候,要放在阴凉通风处,而且这个地方的温度不要太高,最好不要超过30摄氏度。
使用时注意防止过热爆炸。
氢气的用途非常广泛,人类对氢气的利用还非常片面。
希望在不久的将来,越来越多的人才能够完美的利用氢气,让它发挥最大的功效。
最轻的气体是什么
现在已知的最轻气体是氕,也就是平时说的氢气。
氢气后边还有氘(重氢)和氚(超重氢)。
它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。
所以氢气可作为飞艇的填充气体。
氢气的用途
1、在石化工业中,需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。
2、氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。
3、在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中,在氮气保护气中加入氢以去除残余的氧。
4、用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料,冶金用还原剂。
5、由于氢的高燃料性,航天工业使用液氢作为燃料。
最轻的气体
一、 氢气的实验室制法
1、药品:锌和稀硫酸或盐酸
2、原理:锌+稀硫酸=硫酸锌+氢气 Zn+H 2SO 4=ZnSO 4+H 2
锌+盐酸=氯化锌+氢气 Zn+HCl=ZnCl 2+Cl2
3、制取氢气的注意事项:
①长颈漏斗管口要插入溶液中:
②伸出胶塞的导管不能太长,应伸出少许:
③用稀硫酸不能用浓硫酸:
④不用酒精灯加热:
⑤用排水法和向下排空气法收集氢气。
二、氢气的性质
(1)物理性质:
无色无味的气体,密度最小,难溶于水。
(2)化学性质:
常温下性质稳定,但在加热或点燃等条件下,能与许多物质发生化学反应。
① 可燃性:
纯净的氢气在空气中安静地燃烧;不纯的氢气点燃会发生爆炸。
氢气+氧气 水 H 2+O 2 H 2O
现象: 安静燃烧,产生淡蓝色火焰,放热,出现水珠。
② 还原性 氢气+氧化铜 铜+水
H 2 +CuO Cu+H 2O 现象:
黑色粉末逐渐变成亮红色,试管口有水珠生成。
实验注意事项:
试管口不加胶塞:
试管口略向下倾斜:
通氢气的导管通到试管底部,氧化铜的上方。
操作步骤:“通气、点灯、撤灯、通气”
先通氢气,排除试管中的空气。
后加热。
看到黑色粉末由黑色变成亮红色就停止加热。
继续通入氢气,直到试管冷却,防止生成的铜在高温条件下被氧化。
点燃
点燃 加热 加热。
最轻的气体
气体虽然非常非常的轻,但依然是有质量的,相信上个小学的都知道,世界上最轻的气体是氢气,氢气比空气轻14倍(沉重的雾霾空气不算),而世界上最重的气体是氡气,氡气比世界上最轻的气体氢气重111.5倍。
世界上最轻的气体,氢气(比空气轻14倍)
世界上最轻的气体是氢气。
这种气体比空气轻14倍,即1立方厘米仅重0.00008989克。
一个在星球上运动的物体,如果它的运动速度达到一定的数值,那么它就可以摆脱这个星球的引力而跑到太空中去,这个速度叫做逃逸速度。
地球上的逃逸速度大约是11.2公里/秒。
氢原子速度很快,大于这个逃逸速度,因此,氢气都跑到了太空中。
所以,在地球的大气中,几乎没有氢气。
1766年,英国的一个名叫亨利-卡文迪什的百万富翁发现一种无色气体氧气。
在1780年时,法国的一名化学家便把氢气充入猪的膀胱中,制成了世界上第一个、也是最原始的氢气球,它冉冉地飞向了高空。
现在,人们是在橡胶薄膜中充人氢气,来大量制造氢气球的。
世界上最重的气体,氡气(比氢气重111.5倍)
世界上最重的气体是氡气。
这种气体比氢气重111.5倍,即1立方厘米重0.011005克。
1900年德国人恩斯特.多恩发现了这种气体,它是从镭盐中释放出来的气体。
氡是地壳中放射性铀、镭和钍的蜕变产物;是一种稀有气体,因此地壳中含有放射性元素的岩石总是不断
地向四周扩散氡气,使空气中和地下水中多多少少含有一些氡气。
典型例题一例:能源有一级能源和二级能源。
自然界以现成形式提供的能源为一级能源;靠其他能源的能量间接制取的能源为二级能源。
氢气是一种高效而无污染的二级能源,它可由水制取:根据下列内容回答:(1)下列叙述中正确的是( )A .电源是二级能源B .水力是二级能源C .天然气是一级能源D .焦炉气(是用煤制取焦炭的副产物)是一级能源(2)由水制氢气,下列研究方向中不正确的是( )A .构成水的氢气和氧气都是可燃物,因此可研究在水未分解的情况下,使氢气成为二级能源B .使太阳能聚焦,产生高温,使水分解生成氢气和氧气C .研究高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量D .研究特殊化学物质,开发廉价能源以分解水制取氢气选题角度:考查有关能源方面的知识思路分析:题中给出一级能源和二级能源的概念,要求学生在阅读试题时,能敏捷地抓住两者之间本质的区别。
用新知识去解决所列的具体问题,则是考查学生接受新知识、新信息的能力。
第(1)题是用一级能源和二级能源的概念来区别几种能源。
水力和天然气都是自然界以现成形式提供的能源,为一级能源。
电能、焦炉气与氢气一样,都是由其他能源间接制取的,是二级能源。
第(2)题考查纯净物、单质、化合物等概念和化学反应中的能量变化。
水是由氢、氧两种元素组成的化合物,分解后可生成氢气和氧气两种单质,同时吸收能量(不可能放出能量)答案为:(1)A 和C ,(2)A 和C 。
启示:从上例可见,组织、加工新知识,使新、旧知识有机结合,并对旧知识进行多方面深化,是培养自学能力的关键。
而在学新知识时,要逐渐养成独立思考的习惯,对新知识的理解、消化和组织,考虑新知识和哪些旧知识有关。
在这个基础上,进行必要的总结、归纳,使新、旧知识有机结合,重新组成新的知识网络,而不是只掌握分散、孤立、无联系的各个知识的片断,思维则是完成这个过程的核心。
)(O 2H 2液)(O )(2H 22气气。
拓展性课题 最轻的气体
预 习 提 示
1.
关键概念:爆炸极限 2.
关键原理:可燃性气体验纯 3. 氢气不同于其他气体的最显著特点是( )
A . 难溶于水
B . 可以燃烧
C . 密度最小
D . 无色无味
4. 点燃氢气前一定要 。
纯净的氢气在氧气中安静的燃烧,火焰呈 色,放出 的热,生成唯一的产物 ,因此氢气是 理想能源。
5. 知识结构:
物理性质:无色、无味、难溶于水、密度最小可燃性:点燃前需 。
还原性化学性质
性质高能燃料
还原剂、冶炼金属化工原料用途
氢气
达 标 测 评
1.用明火点燃下列的混合气体,一定不会爆炸的是( )
A . 氢气和空气
B . 氧气和氢气
C . 煤气和空气
D . 氢气和氮气
2.在整个宇宙中,氢是含量最多的元素,下列用途中利用了它的物理性质的是( )
A . 焊割金属
B . 充探空气球
C . 制盐酸
D . 驱动火箭
3.下图中既表示H 2(氢气)的用途,又表示氧气(O 2)的
用途的是(
)
4.氢气将成为一种重要的新型燃料,主要是因为它( )
A . 较易制取
B . 在空气中能燃烧
C . 常温下性质稳定
D . 资源丰富、热值高、污染小
5.能保持氢气化学性质的粒子是( )
A . 氢元素
B . 氢分子
C . 氢原子
D . 氢离子
6.在①氧气、②氢气、③二氧化碳三种气体,按要求填空(填序号):
(1)在相同条件下密度最小的气体 ;(2)能支持燃烧的气体 ;
(3)能在空气中燃烧的气体;(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体。
7.所有气体中最轻的气体是,第二轻的气体是,从安全角度考虑,大型会场上空飘飞的气球里最好充。
8.从保护环境角度出发:①煤②石油③天然气④氢气⑤太阳能⑥水煤气。
其中属于最理想能源的是(填序号)。
9.氢气有下列性质:①无色无味气体②加压降温能液化③难溶于水④相同条件下,密度最小⑤能燃烧并放出大量的热⑥具有还原性⑦氢氧焰温度高达3000℃⑧能与氮气、氯气等化合。
将有关序号填入括号内:
(1)氢气用于熔化石英;(2)氢气用于火箭燃料;(3)氢气可储存在深绿色的钢瓶里;(4)氢气用于填充气球;(5)氢气可用于冶炼高燃点金属;(6)用排水法收集氢气;(7)用向下排空气法收集气体;(8)切割或焊接金属板;
(9)点燃氢气前必须检验其纯度;(10)制取盐酸、氮肥;10.写反应表达式,并注明反应类型
(1)通电分解水:;。
(2)氢气燃烧:;。
能力提高
1.鉴别空气、氧气、氢气、二氧化碳四种气体的最简单的方法是()
A.将带火星的木条分别伸入集气瓶中
B.将燃着的木条分别伸入集气瓶中
C.分别测定气体的密度
D.分别试验气体的溶解性
2.绿色能源是人类理想的能源,下列不属于绿色能源的是()
A.风能
B.太阳能
C.氢能源
D.煤3.用氢气还原氧化铜的实验步骤包括:①将氧化铜铺在试管底②加热③通入氢气④停止通氢气⑤撤去酒精灯。
正确的操作顺序是()
A.①②③⑤④
B.①③②④⑤
C.①③②⑤④
D.②①③④⑤4.氢气和氧气一样()
①都有可燃性②都有还原性③都有氧化性
④都能支持燃烧⑤都不易溶于水⑥都是单质
A.①④⑤
B.①②⑥
C.①④⑥
D.⑤⑥5.一些气态物质在0℃,1. 01×105Pa下的密度数据如下表示
如果用于充灌庆典的气球,最好选用的气体是。
其余不宜选用的气体物质,按不宜选用的原因分成败类,加以说明。
(1)不宜选用,因为。
(2)不宜选用,因为。
(3)不宜选用,因为。
6.甲、乙两同学分别完成老师布置的一个家庭小实验,他仅仅有一大一小的两支试管和
硫酸。
他们找来干电池的锌皮,各自设计了一种装置来制取并收集一试管
氢气(H2)如右图所示。
(锌+硫酸→硫酸锌+氢气)
(1)哪个同学的装置设计比较合理?;另一位同学装置不合
理的原因是。
(2)使用较合理装置制取H2时,要使H2收集满,应采取的措施是。
7.请你在实验室中探究氢气的有关性质,并回答下列问题:
(1)要“证实氢气的密度比空气小”这属于氢气的(填“物理性质”或“化学”性质)。
请设计一种简单的实验方案,简述该方案的操作方法和有关的现象。
(2)欲点燃氢气,实验“氢气在空气中燃烧”。
在点燃氢气以前,必须先检验氢气的,以防发生。
点燃氢气后,观察到的现象是:纯净的氢气在空气中安静地燃烧,产生色火焰。
如果要检验氢气的燃烧产物应采取的操作方法是。
(3)氢气能夺取某些金属氧化物中的,把金属还原出来生成。
(4)通过以上实验,可总结出氢气具有以下化学性质:
①;②;
由以上化学性质,可知氢气具有以下用途:
①;②;
8.测定H2和空气混合气体的爆炸范围实验如下所述。
取10支大试管,依次盛水90%(体积分数)、80%、…、再用排水法收集H2,而后
分别把试管口移近酒精灯火焰,实验结果如下:
(1)混合气体爆炸范围,H2的体积分数约为。
(2)由上述实验结果评价:“用向下排空气法收集H2,保持试管倒置移近火焰,如果只发出轻微的“噗”声表示收集的H2已纯”的说法的真正的涵义:。
9.用排空气法收集氢气检验纯度,有爆鸣声,接下去的操作应马上再收集检验,还是堵住管口一段时间?为什么?
10.在传统能源面临危机的情况下,进一步开发利用新能源已显得十分迫切。
氢气是一种高效而无污染的理想能源。
下列(1)~(6)是某化学兴趣小组的学生查阅资料归纳的工业上制氢气的方法,其中包括正在研究的方案。
(1)电解水:2H2O 通电
=2H2↑+O2↑(2)甲烷转化法:CH4+H2O
催化剂
=CO+3H2
(3)水煤气法:C+H2O
℃
1000
=CO+H2(4)碳氢化合物热裂法:CH4高温=C+2H2
(5)设法将太阳光聚焦产生高温使水分解(6)寻找高效催化剂使水分解产生氢气
如果将来人类广泛使用氢气作为能源,那么上述六种方法中你认为可行的、且很有发展前途的方法是哪几种?并逐条说明理由。
开放探究
1.1677年11月9日,印度马德里海域突然刮起一阵飓风,雷电交加过后,海面燃起了通天大火,使人们长期不得其解。
请你运用所学知识解释这一现象?。