最洁净的燃料氢气（课件26页）

(共24张PPT)
第七单元 燃料及其利用
洁净的燃料
---氢气
学习定位
学习目标
1、认识氢气的物理性质；
2、重点掌握氢气的化学性质；
3、理解点燃氢气前验纯的原理，知道氢气的验纯方法；
4、从得、失氧的角度了解氧化反应和还原反应，
理解氧化剂、还原剂。
1783年11月，法国的罗齐埃和达尔朗德乘坐由蒙特哥菲兄弟发明的热气球第一次升上了天空，开创了人类航空的新时代。
1937年5月6日，德国一艘装有2亿升氢气的巨型飞艇“兴登堡号” 在新泽西上方爆炸，直接夺走35人的生命，从此飞艇载客时代结束。
导入新知
在法国人罗齐埃第一次乘热气球飞上天空后第二年，他计划乘气球飞越英吉利海峡。为飞得更远他决定把氢气球和热气球组合在一起去飞越海峡。然而升空不久，两只气球碰到了一起发生了爆炸，葬送了他年轻的生命。这是航空史上的第一个悲剧。
航空史上的悲剧
实验Ⅰ：利用实验装置中的气体，吹出肥皂泡。
一、物理性质
比较实验
实验Ⅱ：用嘴吹出肥皂泡。
为什么会产生这些现象？
一：氢气的物理性质
2、相同条件下密度最小的气体。
1、通常状况下，无色、无味的气体。
3、极难溶于水。
4、沸点为－252℃，熔点为－259℃。
试与氧气比较其物理性质的异同
101.3kPa，-252℃时氢气变为无色液体；
101.3kPa，-259℃时，氢气变成雪花状固体
氢气 氧气
色态味 溶解性
密度 （标况）
空气密度＝1.293 g·L-1 氢气与氧气的物理性质的比较
通常状况下，为无色无味的气体
极难溶于水
不易溶于水
密度比空气小
（0.090 g·L-1 ）
密度比空气大
（1.429 g·L-1）
实验 观察现象 实验结论及化学方程式
在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色
把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，观察烧杯现象 氢气在空气里燃烧，火焰为淡蓝色
罩在火焰上方的烧杯内壁上有水雾，手触烧杯，感觉发烫
纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量
2H2+O2
2H2O
二、化学性质
氢气燃烧实验：注意观察现象，
思考上述问题。
1、可燃性
氢气是一种易燃、易爆气体，当空气里混入氢气的体积达到总体积的4.0%～74.2%时，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。
点燃或加热氢气前，必须验纯
拓展：点燃或加热其他可燃性气体前，都必须验纯
如：煤气、天然气。
注意：
氢气和空气混合气体爆炸范围实验数据
如何检验氢气的纯度？
尖锐的爆鸣声－氢气不纯（再次收集要用拇指按住试管口一会儿，使试管内的火焰熄灭再收集。）
“噗”的一声－氢气纯净
正确操作：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。
某同学收集一试管氢气，
按右下图所示用拇指堵住
试管口，移近火焰，移开拇指点火，检验氢气的纯度，结果没有听到任何声音，分析其原因：
答：氢气的密度比空气小，试管口向上时，
移开拇指后，氢气逸出。
氢气还原氧化铜
（1）、装置：
2、还原性
④、停
酒精灯：“迟到早退”
H2：“早出晚归”
氢→灯→灯→氢
先通H2防爆炸，后停H2防氧化。
(2）、步骤：
①、通
②、点
③、熄
讨论：H2为什么早出晚归？
① 、试管中黑色固体变为亮红色
②、试管口有水出现
（3）、现象：
CuO + H2 == Cu + H2O
△
（4）、化学方程式：
先对氢气验纯
颠倒会发生爆炸
颠倒铜会重新变成氧化铜
思考
①、通氢气前要先检验纯度。
②、放氧化铜的试管口为什么要略向下倾斜？
防止生成的水倒流使试管破裂。
③、还原氧化铜时，为什么要先通氢气一会儿，再加热？
目的是把试管中的空气排出，防止加热时发生爆炸。
④、通氢气的导气管为什么要伸入到试管的底部并在氧化铜的正上方？
目的是把试管底部的空气排尽，并有利于氢气与氧化铜充分接触、充分反应。
⑤、实验在停止加热后，为什么还要继续通氢气，直到试管冷却为止？
防止灼热的铜再被氧化成氧化铜。
CuO失（提供）氧，具有氧化性，是氧化剂，
H2得（夺取）氧，具有还原性，是还原剂，被氧化，
发生氧化反应。
分析
被还原，发生还原反应。
CuO + H2 == Cu + H2O
△
比较C、H2还原性
黑色粉末变成亮红色；
澄清石灰水变浑浊
试管中黑色固体变为亮红色
试管口有水出现
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高温
（4）化学方程式：
（1）、装置：
（3）、现象：
CuO + H2 == Cu + H2O
△
(2）、步骤：
三、用途
1、填充探空气球（因为氢气的密度比空气小）
2、作高能燃料（因氢气有可燃性）
3、焊接金属（因氢气有可燃性）
4、冶炼金属（因氢气具有还原性）
氢气的用途
决定
性质
用途
体现
四、实验室制法
发生装置：
药品:
原理:
锌和稀硫酸（或稀盐酸）
Zn + H2SO4== ZnSO4 + H2↑
Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2↑
固、液不加热型
启普发生器
优点：
能随时控制反应的发生和停止。
排水法收集氢气
向下排空气法收集氢气
总装置：
收集装置：
排水法 或 向下排空气法
性质
物理性质：通常状况下，无色无味
的气体，密度比空气小，
极难溶于水。
化学性质（1）可燃性。点燃前验纯
（2）还原性
用途
可制探空气球
氢气的性质和用途
决定
作高能燃料
冶炼金属
密度比空气小
可燃性
还原性
焊接金属
可燃性
2、为了探究水电解的微观过程，玉玲同学做了一些分子、原子的模型，其中能保持氢气化学性质粒子模型是（ ）
1、下列有关氢气的性质中属于化学性质的是( )
A．无色、无味 B．能够燃烧
C．难溶于水 D．密度很小
B
A
【课堂检测】
H
H
O
O
O
H
H
O
H
H
A B C D
3、 清华大学研制成功氢燃料电池大巴，现正在北京试运行。和普通大巴最大的不同是，氢燃料电池大巴运行过程中不排放任何有害气体，称为“零排放”汽车。其原因是（ ）
A．制取氢气的原料有广泛的来源
B．氢能源燃烧时放热多
C．氢气比空气轻
D．氢能源燃烧后生成的水不污染空气
D
4、鉴别H2、O2、N2、空气四种气体最好用下列方法中的 ( )
A．观察其颜色和状态
B．嗅其气味
C．用带火星木条分别伸入四种气体中
D．用燃着的木条分别伸入四种气体中
D
5、氢能源是一种绿色能源。科学家正在研制利用
太阳能产生激光，再用激光使水分解得到氢气
的新技术。利用此技术使海水分解的表达式可
表示为：H2O H2 + O2 ,下列说法不正确
的是( )
A．该技术可以将太阳能转化为氢能
B．分解不产生污染物
C． TiO2在反应中质量会减少
D． TiO2在反应中做催化剂
C
激光
TiO2
6、检验氢气纯度时，判断氢气较纯的现象是( )
A．听到尖锐的爆鸣声 B．未听到声音
C．听到声音很小 D．试管爆炸
C