氫氣性質教學方法

⑴ 氫氣的性質

知識要點【要點1】氫氣的物理性質①通常狀況下是無色無味的氣體．

②標准狀況下，密度為0.0899g/L．

③難溶於水．

④在加壓降溫的條件下變成無色液體和雪狀固體思考可以採取哪些方法證明氫氣的密度小？

可以採用吹肥皂泡、充氫氣球、向下排空氣法收集等方法．

【要點2】氫氣的化學性質1．穩定性：氫氣在常溫下化學性質穩定，不易與其他物質反應．

2．氫氣的可燃性：

H2＋O2 H2O注意使用氫氣時要注意安全，點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣純度．檢驗的方法：用小試管收集一管氫氣，用拇指堵住試管口，試管口向下移近酒精燈火焰，松開拇指點火，如果聽到尖銳的爆鳴聲，就說明氫氣不純．如果聽到很小聲音，說明氫氣已經純凈．

思考同樣的化學反應，為什麼產生的現象和後果不同？

反應現象不僅取決於反應物的性質，還取決於反應條件、反應物濃度、與反應物接觸面積等多方面因素，所以現象和後果可能不同．

討論是不是不純的氫氣點燃一定會發生爆炸？

氫氣的爆炸極限是在空氣中含有氫氣的體積占總體積的4%～74.2%，只有在這個范圍內點火，才會發生爆炸，否則就不會爆炸．

3．氫氣的還原性(1)實驗名稱：氫氣還原氧化銅(2)反應原理：

(3)實驗現象：黑色的氧化銅變成光亮紅色的銅，同時管口有水珠生成(4)操作步驟：通、點、熄、通(先通後點防爆炸，先熄後停防氧化)．注意①試管管口須向下，否則生成的水流向試管底部易使試管炸裂；②導管須沿試管上壁通入管底，以排盡管內空氣；③通入的氫氣必須純凈，否則可能引起爆炸；④實驗步驟不能顛倒，否則會導致實驗失敗或發生危險．

【要點3】氫氣的用途：性質決定用途氫氣密度小：充氣球、飛艇還原性：冶煉金屬、高純硅等．

可燃性：做燃料、高能燃料、發射火箭、氫氧焰切割或焊接金屬等．

⑵ 實驗室制氫氣注意事項

氫氣的實驗室製取和性質實驗
一,實驗目的
1.掌握啟普發生器的使用方法;
2.熟練地掌握氫氣的實驗室製取和性質實驗的操作技能;
3.研究氫氣製取及性質實驗的教學方法.
二,實驗用品
硬質試管(25×200mm,附有導管的橡皮塞和90°玻璃尖嘴導管)1隻,長頸漏斗1個,啟普發生器(250mL,附塞球形漏鬥口的橡皮塞1隻,30°玻璃管1根,尖嘴玻管長10cm1根)1套,乾燥管1隻(附5cm長的直玻管的橡皮塞),燒杯(500mL,50~100mL各1隻),玻璃水槽(外徑240mm)1個,試管(18×150mm)2隻,鐵架台2個(附鐵夾,鐵環各1個),儲氣瓶1個(同體積500mL的分液漏斗和吸濾瓶各1個,尖嘴導管和彈簧夾各1個),酒精燈1個,小試管2隻,量筒2隻(10mL,50mL各1個),玻棒1根,坩堝鉗1把,石棉絨(或玻璃纖維)若干,直玻管1根(長30cm),火柴,蒸發皿1個,鐵筒(或塑料筒)1個,高錳酸鉀,酒精,海鷗洗滌劑,洗衣粉,香肥皂,甘油,氧化銅,凡士林,無水氧化鈣,稀硫酸(1:4),粗鋅粒,洗潔精.
三,實驗步驟
(一) 啟普發生器的安裝和使用以及氫氣的實驗室製取
1.安裝
實驗室里製取氫氣通常是在啟普發生器中用鋅粒與稀硫酸(1:4)反應製得的.其反應方程式是:
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
啟普發生器是由上部的球形漏斗1和下部的容器2(玻璃球體和半球體)和導氣管3所組成.球體有兩個開口,正上方開口是球形漏斗插入的孔道,上側口是氣體的出口(配有導氣管的橡皮塞).半球體有一個下則口是排廢酸用的,用玻璃磨砂塞或橡皮塞塞緊並拴住(見圖2-1).
將發生器各部件洗凈,擦乾並在磨砂處和活塞處薄薄地塗上一層凡士林,裝好旋轉呈均勻透明狀,以防漏氣或漏液.
2.檢查氣密性
先打開導氣管活塞,從漏斗處加水至充滿半球體,關閉活塞,繼續加水至液面到達球形漏斗體積的容積一半處為止,作一記號,靜止2分鍾.如果水面不下降,證明啟普發生器不漏氣.把水放掉重新安裝.
3.裝鋅
拔去上側口的橡皮塞,在球體和半球體之間的"蜂腰"處從上側口加入一層玻璃絲或橡皮圈(橡皮圈應打孔,周圍小孔供硫酸上下流動,中間大孔留插球形漏斗用),防止鋅粒掉下去.然後,用葯匙加入粗鋅粒.
4.裝酸
先扭開導氣管活塞,然後將稀硫酸從球形漏斗中加入至浸沒鋅粒為止,關閉活塞待用.
5.檢查氫氣純度
打開導氣管活塞,用向下排空氣法收集一小試管氫氣,用拇指堵住試管口,管口向下移動到火焰處,進行點燃.如果有尖銳的爆鳴聲證明試管里的氫氣混有空氣,這時需要再進行試純,直至只發生輕微的"噗"聲為止.若進行第二次試純時,必須堵住小試管一會兒或更換一個試管,防止試管內有燃燒的氫氣火焰存在,再拿到導管口收集氫氣時,會引起管口處的氫氣燃燒,這時若啟普發生器中混有空氣就會引起啟普發生器的爆炸.這一點要特別注意.
6.排酸
啟普發生器用過後應排掉廢酸.首先關閉導氣管活塞,再用橡皮塞塞住球形漏鬥口,然後右手握住啟普發生器的球體(不能握球形漏斗)把下側口放在大口接受器(廢液缸或大燒杯)之上,左手拔去半球體的下側口的活塞,讓酸液慢慢流出來.然後將鋅粒,玻璃絲或橡皮圈洗凈.再用清水把啟普發生器洗凈,並在有磨砂處墊上紙片或塗上凡士林,以防粘結.如中途需要加酸,可以在排完廢酸後,再塞緊塞子,加入新的酸液.
(二)氫氣的性質實驗
1.氫氣密度與空氣密度的比較
在啟普發生器的導氣管上裝上一個裝有無水氯化鈣的乾燥管.在乾燥管口較大的一頭裝上帶有直玻璃管的橡皮塞,再在乾燥管小埠連接一段10厘米左右的橡皮管.用橡皮管蘸取肥皂液後慢慢打開啟普發生器上的活塞,肥皂泡即生成,再輕輕擺動橡皮管,肥皂泡即離開橡皮管而上升(見圖2-2).
2.氫氣與空氣爆鳴
(1)方法一
選擇兩個大小相同,瓶口吻合的集氣瓶,其中一個集氣瓶用排水法收滿氫氣.將另一裝有空氣的集氣瓶隔著玻璃片倒立在有氫氣的瓶口上並與裝有氫氣的瓶口對齊(見圖2-3)抽去毛玻片,將兩個集氣瓶一起拿著上下翻幾次,使氫氣與空氣混勻.再向兩瓶口之間插入兩塊毛玻片,將兩個瓶口蓋好後分開.移去毛玻片迅速在點燃的酒精燈上點火,立即發出聲音較大的爆鳴聲.
(2)方法二
在一隻高約8厘米,口徑約7厘米的鐵筒(或塑料紙筒)底上,用小鐵釘在中央打個孔,以紙或火柴棒塞住.然後從鐵筒大口處迅速地通入氫氣,約3-4分鍾估計收集的氫氣已純,拿開氫氣導管和氫氣發生器,立即點燃玻璃棒上吸有酒精的棉花,同時拔掉小孔里的火柴棒,用燃著的棉球接觸筒上小孔逸出的氫氣,氫氣立即燃燒,隨後發生爆炸並把鐵筒彈起(見圖2-4).
3.氫氣與氧氣的爆鳴
(1)方法一
用排水法先收集集氣瓶1/3體積的氧氣,再繼續收集氫氣至瓶內水剛排完.關閉氫氣發生器出口旋塞,用毛玻片蓋嚴集氣瓶口,從水槽中取出,瓶口向下,拿著瓶下部,揭開毛玻片,迅速使瓶口與火接觸,可聽到很響的爆鳴聲.
(2)方法二
採用右圖(圖2-5)裝置,進行爆鳴實驗:向肥皂液中通入氫氧(2:1)混合氣體,成泡後,關閉止水夾,移走該裝置,再用燃著的火柴點燃肥皂泡,發出很響的爆鳴聲.
4.氫氣在空氣中燃燒
在啟普發生器的導氣管上,先裝上一支裝有無水氯化鈣的乾燥管,上接一根尖嘴玻璃導管,點燃氫氣,觀察氫氣燃燒現象.再在火焰的上方罩一冷而乾燥的燒杯,觀察現象(見圖2-6).
5.氧氣在氫氣中燃燒
取一硬質試管裝入經壓碎的高錳酸鉀5克,管口放置少量棉花,配單孔塞,連接導管,導管末端要有90°彎玻管,以便伸入集氣瓶內,試管口稍低於管底,固定在鐵架台上,製得氧氣.
選取一個250mL集氣瓶(事先應與鐵架台上的小鐵圈配合好),用排水法收滿純氫氣,用毛玻片蓋好,瓶口向下,擱在鐵圈上.
加熱高錳酸鉀,把導管末端插入水中,見有顯著連續氣泡放出,抽去毛玻片,讓集氣瓶落入鐵圈內,迅速點燃氫氣,立即把氧氣導管穿過氫焰,慢慢伸入瓶中,觀察觀象(見圖2-7).
6.氫氣還原氧化銅
取乾燥的大試管一支,裝入少量氧化銅粉末,使它平鋪在接近試管底部的一側,用鐵夾固定在鐵架台上,並使試管口稍向下,用自製氫氣簡易發生器製取氫氣,將經檢驗證明已純凈的氫氣通入大試管中(通氫氣的玻璃管要伸到大試管的底部,為什麼 ).估計試管中的空氣排盡後,在裝有氧化銅的地方加熱,觀察現象.反應結束後,移去酒精燈,再繼續通氫氣至試管冷卻(為什麼 )(見圖2-8).
四,注意事項
1.點燃氫氣或加熱氫氣之前,一定要檢驗氫氣的純度,否則有爆炸的危險.因為在氫氣和空氣的混合物中,當含氫的體積在4%～74.2%的范圍遇到火就會立即爆炸.而純凈的氫氣則能在空氣中安靜燃燒.連續檢驗氫氣時,不要用同一個試管,需要更換一隻試管(為什麼 )重新檢驗.
2.使用啟普發生器時,要遠離火源,防止氫氣不純而引起爆炸.
3.做氫氧混合氣體爆鳴實驗時,應注意在點燃肥皂泡前一定要拿走儲氣瓶,並夾好橡皮導管.否則將引起爆炸事故.
4.在做氫氣還原氧化銅的實驗中,加熱前應先通入氫氣把試管內的空氣排盡,然後才能加熱(為什麼 ).同時氫氣流要均勻,避免時快時慢,一般每秒2個氣泡即可.在停止加熱後,要繼續通入氫氣至試管冷卻(為什麼 ).

⑶ 氫氣有什麼性質

氫氣是無色並且密度比空氣小的氣體。因為氫氣難溶於水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101千帕壓強下，溫度-252.87 ℃時，氫氣可轉變成淡藍色的液體；-259.1 ℃時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質很穩定，不容易跟其它物質發生化學反應。

但當條件改變時（如點燃、加熱、使用催化劑等），情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附後具有較強的活性（特別是被鈀吸附）。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。

(3)氫氣性質教學方法擴展閱讀

氫氣使用的注意事項：

氫氣雖無毒，在生理上對人體是惰性的，但若空氣中氫氣含量增高，將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣，直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢並突然大面積蒸發還會造成環境缺氧，並有可能和空氣一起形成爆炸混合物，引發燃燒爆炸事故。

與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕，在室內使用和儲存時，漏氣上升滯留屋頂不易排出，遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。

⑷ 氫氣的性質是

氫氣的化學性質之一
在常溫下，氫氣的化學性質是穩定的。在點燃或加熱的條件下，氫氣很容易和多種物質發生化學反應。純凈的氫氣在點燃時，可安靜燃燒，發出淡藍色火焰，放出熱量，有水生成。若在火焰上罩一乾冷的燒杯，可以燒杯壁上見到水珠。
2H2+O22H2O
把點燃氫氣的導管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，氫氣繼續燃燒，發出蒼白色火焰，放出熱量，生成無色有刺激性氣味的氣體。該氣體遇空氣中的水蒸氣呈霧狀，溶於水得鹽酸。
H2+Cl22HCl
在點燃氫氣之前，一定要先檢驗氫氣的純度，因為不純的氫氣點燃時可能發生爆炸。實驗測定，氫氣中混入空氣，在體積百分比為H2∶空氣=75.0∶25.0~4.1∶95.8的范圍內，點燃時都會發生爆炸。氫氣不但能跟氧單質反應，也能跟某些化合物里的氧發生反應。例如：將氫氣通過灼熱的氧化銅，可得到紅色的金屬銅，同時有水生成。
H2+CuOCu+H2O
在這個反應里，氫氣奪取了氧化銅中的氧，生成了水；氧化銅失去了氧，被還原成紅色的銅，證明，氫氣具有還原性，是很好的還原劑，氫氣還可以還原其它一些金屬氧化物，如三氧化鎢(WO3)；四氧化三鐵(Fe3O4)、氧化鉛(PbO)、氧化鋅(ZnO)等。
氫氣的化學性質之二
在常溫下，氫氣比較不活潑，但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下，氫氣是高度活潑的。它在2000K時的分解百分數僅為0.08，5000K時則為95.5。氫的氧化態為+1、-1。氫氣的主要反應如下（R為烷基）：
H2+Cl22HCl
2H2+COCH3OH
H2+RCH=CH2+CORCH2CH2CHO
H2+非金屬非金屬氧化物
H2+活潑金屬M（如Li、Na、Ca）→鹽型氧化物(MH、MH2）
H2+金屬氧化物→低價氧化物→金屬
H2+烯、炔等不飽和烴飽和烴
氫氣的化學性質之三
氫氣的化學性質 ①可燃性 發熱量為液化石油氣的兩倍半。在空氣中爆炸極限為4.1~75.0%（體積）。燃燒時有淺藍色火焰。②常溫下不活動，加熱時能與多種物質反應，如與活潑非金屬生成氣態氫化物；與鹼金屬、鈣、鐵生成固態氫化物。③還原性，能從氧化物中熱還原出中等活潑或不活潑金屬粉末。④與有機物中的不飽和化合物可發生加成或還原反應（催化劑，加熱條件下）。

⑸ 氫氣有哪些性質

氫氣是無色並且密度比空氣小的氣體（在各種氣體中，氫氣的密度最小。標准狀況下，1升氫氣的質量是0.0899克，比空氣輕得多）。因為氫氣難溶於水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101千帕壓強下，溫度-252.87℃時，氫氣可轉變成無色的液體；-259.1℃時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質很穩定，不容易跟其它物質發生化學反應。但當條件改變時（如點燃、加熱、使用催化劑等），情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附後具有較強的活性（特別是被鈀吸附）。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。
沸點：-252.77℃(20.38K) 熔點：-259.2℃ 密度：0.09kg/m3
相對分子質量：2.016 生產方法：電解、裂解、煤制氣等

化學性質
高燃燒性，還原劑，液態溫度比氮更低
1.可燃性
純氫的引燃溫度為400℃。 氫氣在空氣里的燃燒，實際上是與空氣里的氧氣發生反應，生成水。 2H2+O2=點燃=2H2O 這一反應過程中有大量熱放出，火焰呈淡藍色(實驗室里用玻璃管看不出藍色，看到的是黃色是由於玻璃中存在Na+的結果)。燃燒時放出熱量是相同條件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我國長征3號火箭就用液氫燃料。 不純的H2點燃時會發生爆炸。但有一個極限，當空氣中所含氫氣的體積占混合體積的4.0%-74.2%時，點燃都會產生爆炸，這個體積分數范圍叫爆炸極限。 用試管收集一試管氫氣，將管口靠近酒精燈，如果聽到輕微的「噗」聲，表明氫氣是純凈的。如果聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純。這時需要重新收集和檢驗。 如用排氣法收集，則要用拇指堵住試管口一會兒，使試管內可能尚未熄滅的火焰熄滅，然後才能再收集氫氣（或另取一試管收集）。收集好後，用大拇指 堵住試管口移近火焰再移開，看是否有「噗」聲，直到試驗表明氫氣純凈為止。 氫氣在空氣中燃燒會發出淡藍色的火焰，其裝置就是直接在玻璃尖管中點燃，那麼我們真的能看到淡藍色的火焰嗎？ 在玻璃里，含鈉離子，而鈉離子的焰色卻是黃色的，所以，用上述方法只能看到黃色的火焰，卻不能看到淡藍色的火焰。如果要實現淡藍色的火焰，可採取以下方法： 方法一：用石英導管(天價，不適於普通中學的實驗室) 方法二：用銅管(具有欺騙成分，因為銅元素的焰色為綠色，而且銅能導熱，對用橡皮管連接銅管，點燃時會影響氣密性) 方法三：由於黃色火焰是玻璃中的鈉離子造成的，那麼我們可以用類似於用焰色反應檢驗鉀元素一樣透過鈷玻璃看火焰就可以排除鈉的干擾了。
2.還原性
氫氣與氧化銅反應，實質是氫氣還原氧化銅中的銅元素，使氧化銅變為紅色的金屬銅。 CuO+H2=加熱=Cu+H2O CO+3H2=高溫催化=CH4+H2O 在這個反應中，氧化銅失去氧變成銅，氧化銅被還原了，即氧化銅發生了還原反應。還原劑具有還原性。 根據氫氣所具有的燃燒性質，它可以作為燃料，可以應用與航天、焊接、軍事等方面；根據它的還原性，還可以用於冶煉某些金屬材料等方面。 此外，氫氣與有機物的加成反應也體現了氫氣的還原性，如 CH2=CH2+H2→CH3CH3 1.還原裝置 ①試管口應略向下傾斜 ②通入氫氣的導管應伸入試管底部 ③試管口不能用橡皮塞塞緊 ④用酒精燈外焰加熱 2.實驗操作 ①實驗前應先通一會兒純凈的氫氣，然後開始加熱，防止爆炸 ②實驗結束後，先撤走酒精燈，繼續通氫氣，直至試管冷卻為止。

⑹ 氫氣有那些性質

氫氣物理性質：
1.密度比空氣小（比空氣輕）是所有氣體中最小的
因此使用（瓶口）向下排空氣法收集
應用於充灌探空氣球
2.難溶於水
因此不和水反應,可用排水法收集
3.無色無味,氣體
化學性質：
1.可燃性
氫氣點燃後生成水
應用：高能燃料
2.還原性
可使黑色氧化銅變紅,同時生成水
應用：冶煉金屬

⑺ 氫氣 的性質

氫氣物理性質：
1.密度比空氣小（比空氣輕）是所有氣體中最小的
因此使用（瓶口）向下排空氣法收集
應用於充灌探空氣球
2.難溶於水
因此不和水反應，可用排水法收集
3.無色無味，氣體

化學性質：
1.可燃性
氫氣點燃後生成水
應用：高能燃料
2.還原性
可使黑色氧化銅變紅，同時生成水
應用：冶煉金屬

⑻ 氫氣的有關性質

用氫氣充一個氫氣球，如果氣球向上飄，則氫氣密度比空氣大。
將一個干而冷的燒杯罩在火焰上，出現水霧，則氫氣燃燒產物為水。

⑼ 氫氣的性質及用途

氫氣的性質：無色無味，標准狀況下密度是0.089克/升，難溶於水。在-252 ℃變成無色液體,-259 ℃時變為雪花狀固體。氫氣常溫下性質穩定，在點燃或加熱的條件下能多跟許多物質發生化學反應。

氫氣的用途：

1、在氣象部門可用於氣象探測氫氣球的填充。

2、航天領域上可用於航天燃料推進劑。

3、化學反應的還原劑，石化反應中的加氫反應。

(9)氫氣性質教學方法擴展閱讀

氫氣作為一種重要的工業氣體，依據原料、能量來源、設備和成本情況，以及對氫氣純度和用量等方面的要求，可有以下幾種制備方式：

1、水煤氣轉化法。將水蒸氣通過熾熱的焦炭層製得水煤氣，然後將水煤氣跟水蒸氣混合，以氧化鐵為催化劑，使水煤氣中的CO轉化為CO2，二氧氣化碳溶於水，通過加壓水洗即得到較純凈的氫氣。這種方法制氫產量大，成本相對較低，設備較多，在合成氨廠多用此法。

2、電解法制備氫氣。將直流電通過鉑電極通入水中，在陰極可以得到氫氣，純度高達99.5~99.8%，氯鹼工業電解飽和食鹽水制氯氣和燒鹼時，也可同時得到副產品氫氣。該方法成本較高，但產品純度大。

3、烴類蒸氣轉化法。碳氫化合物在高溫和催化劑的作用下與水蒸氣作用，可以得到主要含氫氣和一氧化碳的一種混合氣體，例如：用分子篩吸附法或水煤氣轉化法除去CO，可得到純凈的氫氣。天然氣、油田氣和煉廠氣等都可用烴類裂解法和烴類蒸氣轉化法得到氫氣。

4、烴類裂解法。碳氫化合物經過高溫裂解，裂解氣中含有大量氫氣，再經過低溫冷凍系統，可得到90%的氫氣。比如由石油熱裂副產的氫氣，產量較大，常用於汽油加氫，這種制氫方法在世界上很多國家都採用。