第6讲 最轻的气体——氢气

智能概述

物理性质：通常为无色无味的气体，比空气轻（标准状况时，

），难溶于水。化学性质：①可燃性，燃烧生成水对环境无污染；②还原性：加热时可将氧化铜等金属氧化物还原成金属单质。实验室制法：锌 稀硫酸→硫酸锌 氢气

问题解决

例1 氢能源是一种清洁能源，从经济角度分析，开发氢气的最佳途径是（ ）

A.电解水 B.水煤气制氢气 C.裂解天然气 D.逛街海水

例2通常把氢气与纯氧燃烧的火焰称为氢氧焰.氢氧焰的火焰可达到3000摄氏度，在工业上常用于金属的焊接和切割.焊接是使金属接头熔化后融合在一起;切割是使金属变成氧化物后断裂.化学活动小组的同学在讨论如何控制氢氧焰来焊接和切割金属时，小明同学说:焊接时，应使氢气过址;小强同学说:切割时，应使氧气过量.

请回答小明、小强两同学所说是否正确，并说明理由.

例3实验室用氢气还原氧化铜的实验有以下操作:①将试管固定在铁架台上;②将CuO装人试管中;③点燃酒精灯加热;④往试管底部通氢气⑤撤酒精灯停止加热;⑥停止通氢气.若操作顺序不同，产生的后果也不同，将操作的顺序编号填在其可能产生的后果项下方.

A.②①④③⑤④⑥ C.②①④③⑥⑤

B.②①③④⑤④⑥ D.①②④③⑤④⑥

例4某兴趣小组用右图所示装置收集并测量反应产生的气体及其体积。若用该装置制取氢气,通过分液漏斗中加入30mL稀盐酸,与平底烧瓶中盛放的0.65g锌粒充分反应(盐酸足量)，已知该温度下氢气的密度为0.0892g/L，应能收集到___mL的氢气.3次实验收集到的氢气体积的平均值约为242mL.你认为造成这种实验误差的主要原因 .

例5下图所示的装置可制取某些干燥的气体，下列实验能进行的是（ ）

A.用锌跟稀硫酸反应制取氢气 B.用H2O2和Mn02(催化剂)制氧气

C.加热氯酸钾和二氧化锰制氧气 D.用铜与稀盐酸制H2

用如图装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前后玻璃管(包 括氧化铜)的质量差和 U 型管(包括碱石灰)的质量差,计算得氢元素和氧元素的质量比 大于 1﹕8.下列对导致这一结果的原因的分析中合理的是( )A. I、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B. III 装置干燥剂量不足，水没有被完全吸收C. CuO 没有全部被还原D. Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝

刻意练习

1.用足量的氢气在加热条件下还原氧化铜,当完全反应后测得生成铜的质量为64克,则消耗掉氢气的质量( )A. 小于2克 B. 等于2克 C. 大于2克 D. 无法确定

2.有氢气、氮气、甲烷、氧气的混合气体20 g，经点燃充分燃烧后，生成10g水，则剩余气体可能是( ).

A.氢气、氧气、二氧化碳 B.甲烷、氧气、二氧化碳

C.氮气、氧气、二氧化碳 D.甲烷、氢气、二氧化碳

3.下列装置所示的实验中，能达到实验目的是（ ）A. B. 量取9.3mL稀盐酸 用过氧化氢溶液与二氧化锰制取少量氧气C. D. 检查装置气密性 除去H2中的水蒸气

4.实验室进行下列实验基本操作（或实验注意事项）中，主要是出于实验安全考虑的是（ ）A. 实验剩余的药品不能放回原试剂瓶B. 制备CO2时先对装置进行气密性检查C. 滴管不能交叉使用D. 可燃性气体点燃前要验纯

5.为测定气球内的气体成分,有学生用超薄材料制成的气球按如图装置进行实验。开始时气球浮于烧杯底部,打开开关后,过一会儿气球从烧杯底部慢慢下降。气球内可能的气体是①甲烷②氧气③氯气④氢气（ ）A. ①②B. ③④C. ①④D. ②③

6.目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系（如右图）．关于此循环体系，下列说法中错误的是（ ）A. 燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B. 在此循环中发生了反应：2H2OH2↑ O2↑C. 该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能D. 目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂

7.以下气体发生装置中,与启普发生器一样具有随开随停功能的是( )A. B. C. D.

8.如图为实验室制氢气的简易装置，若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是（ ）A. 食盐水B. KOH溶液C. Na2CO3溶液D. 汽油

9.实验室用纯净N2和H2合成NH3（N2 3H2→2NH3）时，是先将分别制得的含水蒸气的N2和H2通过如图所示的装置.下面是对该装置作用的几种叙述①干燥气体②混合气体③观察气体的流速.正确的是（ ）A. 只有① B. 只有①和②C. 只有①和③ D. ①②③

10.按表中要求收集四瓶氢气和空气混合气，并点火实验，结果列于表中

。

(1)如何收集混合气[以V(H2)/V(空气)=2:8为例]?

______

(2)由点火实验的结果可知，氢气在空气混合气中爆炸范围的上限在______%(体积,下同)至______%之间。

(3)为进一步精确探究爆炸范围的上限，请再收集三瓶混合气并点火实验。写出具体的方案、结论：

______.

11.由于氢气作能源具有 、 、 等优点。是理想的能源，但氢能源的发展需解决廉价、大量制备氢气和 、 等问题，现在，科学家正研制特殊的金属材料(储氢合金)，解决这一问题将使氢气的使用带来极大的方便，生产大量的氢气最好用 能(一种自然能)分解水.

12.氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到氢气的新技术，其中海水分解可以用文字表达式表示为：水氢气 氧气．下列说法不正确的是（ ）

实验室欲用纯净而干燥的氢气还原氧化铜，可供选择的装置如下，应选出的装置是______，为证明并除去杂质连接的顺序为：______→______→______→______→______

14.某学生在实验室进行氢气的制取、氢气的可燃性和制取ZnSO4 固体等实验时，采用以下操作步骤:

①取一支洁净的30 mL试管、带导管的橡皮塞、橡皮管以及带尖嘴的导管，组装成制取氢气的简易装置.

②往试管里装入锌粒.

③在试管里注人20 mL稀硫酸，立即用带导管的橡皮塞塞住管口.

④待有气体产生时，将尖嘴导管移近酒精灯火焰上点燃气体.

⑤待试管内反应完毕后，将试管内液体倒出，加热蒸发，冷却得到ZnSO4 晶体.

针对上述操作步骤回答:

(1)在进行氢气制取和可燃性实验中，缺少的步骤有(并要求指出这些步骤在何时进行):

A:

B:

(2)简述步骤②的正确操作

(3)步骤③错在何处，简述理由

(4)制取硫酸锌晶体这一步所需用到的仪器是

15.请你用微粒的观点解释以下现象。

(1)妈妈在厨房里炒菜，我在窗外就闻到了香味.

(2)如图所示，两支医用注射器，分别吸入等体积的空气和水，用手指顶住末端注射孔，将栓塞慢慢推入，哪支容易推压?为什么?

(3)已知在相同温度下,气体分子的运动速度与分子的相对分子质量有关,分子的相对分子质量越大,则其运动速度越小。图中容器A是一种特制的有底的素烧瓷筒,它的壁可以通过氢气分子。实验开始时,A中和烧杯中都充满空气。当向烧杯中持续通入氢气时,导管B处发生的现象是 产生这种现象的原因是 .(已知氢气的相对分子质量为2,空气的平均相对分子质量为29)

16.用H2和CuO 反应的实验来测定水的组成，如图A所示。请回答下列问题：

(1)实验中，用锌粒和稀硫酸反应制取氢气：

①检验氢气纯度后，先通一段时间氢气，再加热CuO进行反应，其主要目的是

.

②与CuO反应前,应将制取的H2通过图B所示装置，其中所盛的试剂是___.

(2)实验中,测定的数据如表所示,根据数据计算生成的水中氢氧元素的质量比为：(要求有计算式)___

(3)下列情况下,对实验测定结果一定没有影响的是___(填序号)

①相对CuO而言,H2是过量的;②CuO粉末中含有不与H2反应的杂质; ③反应中部分CuO变成Cu2O;④干燥剂CaCl2有部分失效;⑤用固体NaOH代替CaCl2做干燥剂。

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